untukuntukSekolah Sekolah Menengah Menengah KejuruanKejuruan

22

2

7 8

15,466.00

Widarto, dkk

TEKNIK PEMESINTEKNIK PEMESINTEKNIK PEMESINTEKNIK PEMESINTEKNIK PEMESINANANANANANJILID 2JILID 2JILID 2JILID 2JILID 2

SMKSMKSMKSMKSMK

Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah KejuruanDirektorat Jenderal Manajemen Pendidikan Dasar dan MenengahDepartemen Pendidikan Nasional

�

��

���� �������

Hak Cipta pada Departemen Pendidikan NasionalDilindungi Undang-undang

TEKNIK PEMESINTEKNIK PEMESINTEKNIK PEMESINTEKNIK PEMESINTEKNIK PEMESINANANANANANJILID JILID JILID JILID JILID 22222

Untuk SMK

Penulis : Widarto dkk.Perancang Kulit : Tim

Ukuran Buku : 17,6 x 25 cm

WID WIDARTOT Teknik Pemesinan Jilid 2 untuk SMK /oleh Widarto ——

Jakarta: Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan, DirektoratJenderal Manajemen Pendidikan Dasar dan Menengah, DepartemenPendidikan Nasional, 2008.

xiv. 286 hlmDaftar Pustaka : 504–505Lampiran : 506–528ISBN : 978-979-060-115-4ISBN : 978-979-060-117-8

Diterbitkan olehDirektorat Pembinaan Sekolah Menengah KejuruanDirektorat Jenderal Manajemen Pendidikan Dasar dan MenengahDepartemen Pendidikan NasionalTahun 2008

Diperbanyak oleh:PT. MACANAN JAYA CEMERLANGJalan Ki Hajar Dewantoro Klaten Utara,Klaten 57438, PO Box 181Telp. (0272) 322440, Fax. (0272) 322603E-mail: macanan@ygy.centrin.net.id

iii

KATA SAMBUTAN

Puji syukur kami panjatkan ke hadirat Allah SWT, berkat rahmat dan karunia-Nya,Pemerintah, dalam hal ini, Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan DirektoratJenderal Manajemen Pendidikan Dasar dan Menengah Departemen PendidikanNasional, telah melaksanakan kegiatan penulisan buku kejuruan sebagai bentuk darikegiatan pembelian hak cipta buku teks pelajaran kejuruan bagi siswa SMK. Karenabuku-buku pelajaran kejuruan sangat sulit didapatkan di pasaran.

Buku teks pelajaran ini telah melalui proses penilaian oleh Badan Standar NasionalPendidikan sebagai buku teks pelajaran untuk SMK dan telah dinyatakan memenuhisyarat kelayakan untuk digunakan dalam proses pembelajaran melalui Peraturan MenteriPendidikan Nasional Nomor 45 Tahun 2008 tanggal 15 Agustus 2008.

Kami menyampaikan penghargaan yang setinggi-tingginya kepada seluruh penulisyang telah berkenan mengalihkan hak cipta karyanya kepada Departemen PendidikanNasional untuk digunakan secara luas oleh para pendidik dan peserta didik SMK.

Buku teks pelajaran yang telah dialihkan hak ciptanya kepada DepartemenPendidikan Nasional ini, dapat diunduh (download), digandakan, dicetak, dialihmediakan,atau difotokopi oleh masyarakat. Namun untuk penggandaan yang bersifat komersialharga penjualannya harus memenuhi ketentuan yang ditetapkan oleh Pemerintah.Dengan ditayangkan soft copy ini diharapkan akan lebih memudahkan bagi masyarakatkhususnya para pendidik dan peserta didik SMK di seluruh Indonesia maupun sekolahIndonesia yang berada di luar negeri untuk mengakses dan memanfaatkannya sebagaisumber belajar.

Kami berharap, semua pihak dapat mendukung kebijakan ini. Kepada para pesertadidik kami ucapkan selamat belajar dan semoga dapat memanfaatkan buku ini sebaik-baiknya. Kami menyadari bahwa buku ini masih perlu ditingkatkan mutunya. Oleh karenaitu, saran dan kritik sangat kami harapkan.

Jakarta, 17 Agustus 2008Direktur Pembinaan SMK

iv

v

DAFTAR ISI

KATA SAMBUTAN iii

DAFTAR ISI v

BAB 8 MENGENAL PROSES GURDI (DRILLING) 243A. Mesin Gurdi (Drilling Machine) dan Jenis-jenisnya 244

1. Mesin Gurdi (Drilling Machine) 2442. Jenis-Jenis Mesin Gurdi 2453. Ukuran Mesin Gurdi 2454. Beberapa Mesin Gurdi yang Dipakai pada Proses Produksi 246

B. Perkakas Mesin Gurdi 249C. Geometri Mata Bor (Twist Drill) 251D. Pengasahan Kembali Mata Bor 253E. Pencekaman Mata Bor dan Benda Kerja 254

1. Pengencangan Bor 2572. Pengencangan Benda Kerja 258

F. Elemen Dasar Proses Gurdi 2611. Kecepatan Potong 2612. Gerak Makan (Feed) 2613. Kedalaman Potong 2634. Waktu Pemotongan 2635. Kecepatan Pembentukan Beram 263

G. Perencanaan Proses Gurdi 263

BAB 9 MENGENAL PROSES SEKRAP (SHAPING) 267A. Mesin Sekrap dan Jenis-jenisnya 268

1. Jenis-Jenis Mesin Sekrap 2682. Mekanisme Kerja Mesin Sekrap 2693. Nama Bagian-Bagian Mesin Sekrap 270

B. Elemen Dasar Proses Sekrap 272

BAB 10 MENGENAL PROSES GERINDA (GRINDING) 281A. Jenis-Jenis Mesin Gerinda 282

1. Mesin Gerinda Datar 2822. Mesin Gerinda Silindris 291

vi

B. Batu Asah/Batu Gerinda 3031. Jenis-Jenis Butir Asahan (Abrasive) 3042. Ukuran Butiran Asah 3053. Tingkat Kekerasan (Grade) 3054. Macam-Macam Perekat 3065. Susunan Butiran Asah 3066. Bentuk-Bentuk Batu Gerinda 3077. Klasifikasi Batu Gerinda 3088. Pemasangan Batu Gerinda 309

BAB 11 MENGENAL CAIRAN PENDINGIN UNTUK PROSES 313PEMESINANA. Jenis Cairan Pendingin 314B. Cara Pemberian Cairan Pendingin pada Proses Pemesinan 315C. Pengaruh Cairan Pendingin pada Proses Pemesinan 317D. Kriteria Pemilihan Cairan Pendingin 318E. Perawatan dan Pembuangan Cairan Pendingin 320

BAB 12 MEMAHAMI MESIN CNC DASAR 323A. Mesin Bubut CNC 324

1. Prinsip Kerja Mesin Bubut CNC TU-2 Axis 3242. Bagian Utama Mesin Bubut CNC TU-2A 3253. Kecepatan Potong dan Kecepatan Putar Mesin 3324. Pemrograman Mesin CNC 3335. Pengoperasian Disket 3366. Cara Setting Benda Kerja 3377. Contoh-Contoh Aplikasi Fungsi G, Fungsi M, serta Soal 339

LatihanB. Mesin Frais CNC 361

1. Prinsip Kerja Mesin Frais CNC TU-3 Axis 3612. Bagian Utama Mesin Frais CNC TU-3A 3613. Kecepatan Potong dan Putaran Mesin 3694. Pengoperasian Disket 3705. Cara Setting Pisau terhadap Benda Kerja 3716. Contoh-Contoh Aplikasi Fungsi G, Fungsi M, serta Soal 373

Latihan Bagian I7. Kompensasi Radius Pisau Sejajar Sumbu 3818. Contoh-Contoh Aplikasi Fungsi G, Fungsi M, serta Soal 382

Latihan Bagian II

vii

BAB 13 MEMAHAMI MESIN CNC LANJUT 395A. Mesin Perkakas CNC 398B. Pengontrolan Sumbu Mesin Perkakas CNC 401

1. Sistem Kontrol Terbuka (Open Loop Control) 4012. Sistem Kontrol Tertutup (Close Loop Control) 4013. Sistem Kontrol Langsung dan Sistem Kontrol Tidak 402

Langsung4. Sistem Kontrol Analog dan Sistem Kontrol Digital 4035. Sistem Kontrol Absolut dan Sistem Kontrol 403

IncrementalC. Penamaan Sistem Sumbu (Koordinat) Mesin Perkakas NC 404

1. Penentuan Sumbu Z 4042. Penentuan Sumbu X 4053. Penentuan Sumbu Y 4054. Penentuan Sumbu Putar dan Sumbu Tambahan 406

D. Pemrograman CNC 4081. Langkah Persiapan 4082. Langkah Pelaksanaan Pembuatan Program 4093. Langkah Percobaan 4094. Tugas Programer dalam Pembuatan Program NC 4105. Kode dan Format Pemrograman 4116. Pengertian Program NC 4117. Struktur Program NC 4128. Sistem Pemrograman Absolut dan Incremental 4139. Konstruksi Program NC 41510. Kode G (G-Code) dan Fungsi M 41611. Pembuatan Program NC 417

BAB 14 MENGENAL EDM (Electrical Discharge Machining) 421A. Gambaran Singkat EDM 422B. Cara Kerja EDM 422C. Perkembangan Penggunaan EDM 425D. Penggunaan EDM 426E. Pemilihan Elektrode 427F. Jenis Bahan Elekrode 428G. Pembuatan Eektrode 429

1. Proses Galvano 4292. Pembuatan Elektrode pada Umumnya 4293. Pembuatan Elektrode Graphite 429

H. Elektrode untuk Wire EDM 429

viii

I. Kualitas Hasil Pengerjaan EDM 4291. Kelebihan Pemotongan (Overcut) 4292. Pengerjaan Penghalusan (Finishing) 4303. Penyelesaian Setara Cermin (Mirror Finishing) 430

J. Keterbatasan Proses EDM 431

BAB 15 MEMAHAMI TOLERANSI UKURAN DAN GEOMETRIK 433A. Penyimpangan Selama Proses Pembuatan 434B. Toleransi dan Suaian 435C. Suaian 435D. Cara Penulisan Toleransi Ukuran/Dimensi 436E. Toleransi Standar dan Penyimpangan Fundamental 438

1. Toleransi Standar 438(untuk Diameter Nominal sampai dengan 500 mm)

2. Penyimpangan Fundamental 439(untuk Diameter Nominal sampai dengan 3.150 mm)

DAFTAR PUSTAKA 441

243

BAB 8MENGENAL PROSES GURDI

(DRILLING)

244

Proses gurdi adalah proses pemesinan yang paling sederhana di antara prosespemesinan yang lain. Biasanya di bengkel atau workshop proses ini dinamakanproses bor, walaupun istilah ini sebenarnya kurang tepat. Proses gurdi

dimaksudkan sebagai proses pembuatan lubang bulat dengan menggunakan mata bor(twist drill). Sedangkan proses bor (boring) adalah proses meluaskan/memperbesarlubang yang bisa dilakukan dengan batang bor (boring bar) yang tidak hanya dilakukanpada mesin gurdi, tetapi bisa dengan mesin bubut, mesin frais, atau mesin bor.Gambar 8.1 berikut menunjukkan proses gurdi.

Gambar 8.1 Proses gurdi (drilling)Proses gurdi digunakan untuk pembuatan lubang silindris. Pembuatan lubang dengan

bor spiral di dalam benda kerja yang pejal merupakan suatu proses pengikisan dengandaya penyerpihan yang besar. Jika terhadap benda kerja itu dituntut kepresisian yangtinggi (ketepatan ukuran atau mutu permukaan) pada dinding lubang, maka diperlukanpengerjaan lanjutan dengan pembenam atau penggerek.

Pada proses gurdi, beram (chips) harus keluar melalui alur helix pahat gurdi ke luarlubang. Ujung pahat menempel pada benda kerja yang terpotong, sehingga prosespendinginan menjadi relatif sulit. Proses pendinginan biasanya dilakukan denganmenyiram benda kerja yang dilubangi dengan cairan pendingin, disemprot dengan cairanpendingin, atau cairan pendingin dimasukkan melalui lubang di tengah mata bor.

Karakteristik proses gurdi agak berbeda dengan proses pemesinan yang lain, yaitu:1. Beram harus keluar dari lubang yang dibuat.2. Beram yang keluar dapat menyebabkan masalah ketika ukurannya besar dan atau

kontinyu.3. Proses pembuatan lubang bisa sulit jika membuat lubang yang dalam.4. Untuk pembuatan lubang dalam pada benda kerja yang besar, cairan pendingin

dimasukkan ke permukaan potong melalui tengah mata bor.

A. Mesin Gurdi (Drilling Machine) dan Jenis-jenisnya1. Mesin Gurdi (Drilling Machine)

Gurdi adalah sebuah pahat pemotong yang ujungnya berputar dan memiliki satu ataubeberapa sisi potong dan galur yang berhubungan continue di sepanjang badan gurdi.Galur ini, yang dapat lurus atau helix, disediakan untuk memungkinkannya lewatnya serpihanatau fluida pemotong. Meskipun gurdi pada umumnya memiliki dua galur, tetapimungkin juga digunakan tiga atau empat galur, maka gurdi kemudian dikenal sebagaipenggurdi inti. Penggurdi semacam ini tidak dipakai untuk memulai sebuah lubang, melainkanuntuk meluaskan lubang atau menyesuaikan lubang yang telah digurdi atau diberi inti.

Mesin yang digunakan untuk melakukan proses gurdi adalah mesin gurdi/Drilling

245

2. Jenis-Jenis Mesin GurdiMesin gurdi dikelompokkan menurut konstruksi, umumnya:

a. Mesin gurdi portableb. Mesin gurdi peka

1) Pasangan bangku2) Pasangan lantai

c. Mesin gurdi vertikal1) Tugas ringan2) Tugas berat3) Mesin gurdi gang (kelompok)

d. Mesin gurdi radiale. Mesin gurdi turetf. Mesin gurdi spindel jamak

1) Unit tunggal2) Jenis perpindahan

g. Mesin gurdi produksi otomatis1) Meja pengarah2) Jenis perpindahan

h. Mesin gurdi lubang dalam3. Ukuran Mesin Gurdi

Unit mesin gurdi portable dispesifikasikan menurut diameter penggurdi maksimumyang dapat dipegangnya. Ukuran dari mesin gurdi tegak biasanya ditentukan olehdiameter benda kerja yang paling besar yang dapat digurdi. Jadi, sebuah mesin600 mm adalah mesin yang memiliki paling tidak ruang bebas sebesar 300 mm antaragaris tengah penggurdi dengan rangka mesin. Unit yang lebih kecil dari jenis inidikelompokkan menurut ukuran penggurdi yang dapat ditampung.

Ukuran mesin gurdi radial didasarkan pada panjang lengannya dalam meter. Ukuranyang umum adalah 1,2 m; 1,8 m; 2,4 m. Dalam beberapa kasus, diameter dari tiangdalam milimeter juga digunakan dalam menyatakan ukuran.

Gambar 8.2 Proses pembuatan lubang dengan mesin gurdi bisadilakukan satu per satu atau dilakukan untuk banyak lubang sekaligus

Machine. Proses pembuatan lubang bisa dilakukan untuk satu pahat saja atau denganbanyak pahat (Gambar 8.2). Dalam proses produksi pemesinan sebagian besar lubangdihasilkan dengan menggunakan mesin gurdi.

246

4. Beberapa Mesin Gurdi yang Dipakai pada Proses Produksia. Mesin Gurdi Portable dan Peka

Mesin gurdi portable (Gambar 8.3) adalah mesin gurdi kecil yang terutamadigunakan untuk operasi penggurdian yang tidak dapat dilakukan dengan mudahpada mesin gurdi biasa. Yang paling sederhana adalah penggurdi yang dioperasikandengan tangan. Penggurdi ini mudah dijinjing, dilengkapi dengan motor listrik kecil,beroperasi pada kecepatan cukup tinggi, dan mampu menggurdi sampai diameter12 mm. Penggurdi yang serupa, yang menggunakan udara tekan sebagai daya,digunakan kalau bunga api dari motor dapat menimbulkan bahaya kebakaran.

Mesin gurdi peka adalah mesin kecil berkecepatan tinggi dengan konstruksisederhana yang mirip dengan kempa gurdi tegak biasa (Gambar 8.4). Mesin ini terdiriatas sebuah standar tegak, sebuah meja horizontal dan sebuah spindel vertikal untukmemegang dan memutar penggurdi. Mesin jenis ini memiliki kendali hantaran tangan,biasanya dengan penggerak batang gigi dan pinyon pada selongsong yang memegangspindel putar. Penggurdi ini dapat digerakkan langsung dengan motor, dengan sabukatau dengan piring gesek. Penggerakan piring gesek yang mempunyai pengaturankecepatan pengaturan sangat luas, tidak sesuai kecepatan rendah dan pemotonganberat. Kempa penggurdi peka hanya sesuai untuk pekerjaan ringan dan jarang yangmampu untuk memutar penggurdi lebih dari diameter 15 mm.

b. Mesin Gurdi VertikalMesin gurdi vertikal, mirip dengan penggurdi peka, mempunyai mekanisme

hantaran daya untuk penggurdi putar dan dirancang untuk kerja yang lebihberat. Gambar 8.5 menunjukkan mesin dengan tiang bentuk bulat. Mesin gurdisemacam ini dapat dipakai untuk mengetap maupun menggurdi.

c. Mesin Gurdi Gang (Kelompok)Kalau beberapa spindel penggurdi dipasangkan pada meja tunggal, ini disebut

sebagai penggurdi gang atau kelompok. Jenis ini sesuai untuk pekerjaan produksiyang harus melakukan beberapa operasi. Benda kerja dipegang dalam sebuahjig yang dapat diluncurkan pada meja dari satu spindel ke spindel berikutnya.Kalau beberapa operasi harus dilakukan, misalnya menggurdi dua lubang yangukurannya berbeda dan perlu meluaskannya, maka dipasangkan empat spindel.Dengan kendali hantaran otomatis, maka dua atau lebih dari operasi ini dapatberjalan serempak dengan hanya diawasi oleh seorang operator. Pengaturannya,mirip dengan mengoperasikan beberapa kempa gurdi.

Gambar 8.3 Mesin gurdi portable Gambar 8.4 Mesin gurdi peka

Gambar 8.5 Mesin gurdi vertikal

247

d. Mesin Gurdi radialMesin Gurdi radial dirancang untuk pekerjaan besar, untuk pekerjaan dengan

benda kerja tidak memungkinkan berputar, dan untuk pekerjaan menggurdibeberapa lubang. Mesin ini, yang ditunjukkan pada Gambar 8.6., terdiri atassebuah tiang vertical yang menyangga sebuah lengan yang membawa kepalagurdi. Lengannya dapat berputar berkeliling ke sembarang kedudukan di atasbangku kerja, dan kepala gurdi mempunyai penyetelan di sepanjang lengan ini.Penyetelan ini memungkinkan operator untuk menempatkan penggurdi dengancepat di sembarang titik di atas benda kerja. Mesin jenis ini hanya dapatmenggurdi dalam bidang vertical. Pada mesin semi-vertical kepalanya dapatdiputar pada lengan untuk menggurdi lubang pada berbagai sudut dalam bidangvertical. Mesin universal mempunyai tambahan penyetelan putar pada kepalamaupun lengan dan dapat menggurdi lubang pada sembarang sudut.

e. Mesin TuretMesin turet mengatasi keterbatasan ruang lantai yang ditimbulkan oleh

kempa gurdi kelompok. Sebuah kempa gurdi delapan stasiun turet ditunjukkandalam Gambar 8.7. Stasiunnya dapat disetel dengan berbagai perkakas.

f. Mesin Gurdi Spindel JamakMesin gurdi spindel jamak, seperti yang ditunjukkan dalam Gambar 8.8 untuk

menggurdi beberapa lubang secara serempak. Mesin gurdi ini mampu menggurdibanyak suku cadang dengan ketepatan sedemikian rupa sehingga semua sukucadang mampu tukar. Biasanya, sebuah plat yang dilengkapi dengan selongsongyang dikeraskan sangat dibutuhkan untuk memandu penggurdi secara tepat kebenda kerja.

Disain yang umum dari mesin ini memiliki rakitan kepala dengan sejumlahspindel atas tetap yang digerakkan dari pinyon yang mengelilingi roda gigi pusat.Spindel yang berhubungan ditempatkan di bawah roda gigi ini dan dihubungkandengan spindel yang atas dengan poros penggerak tabung dan dua sambunganuniversal. Tiga spindel bawah, yang membawa penggurdi, dapat disetel meliputidaerah yang luas.

Gambar 8.6 Mesin gurdi radial Gambar 8.7 Mesin turet

248

Mesin gurdi spindel jamak sering menggunakan sebuah hantaran meja untukmembantu gerakan dari mekanisme kepala beroda gigi yang berat ketika memutarpanggurdi. Ini dapat dilakukan dengan beberapa cara: dengan penggerak batanggigi dan pinion, dengan ulir pengarah, atau dengan nok plat putar. Metode yangtersebut terakhir memberikan gerakan bervariasi yang menghasilkan hantaran yangmendekat dengan cepat dan seragam, serta pengembalian cepat ke kedudukan awal.

Gambar 8.8 Mesin gurdi spindel jamak

g. Mesin Gurdi Produksi Penis PerpindahanMesin gurdi ada yang dirancang sebagai mesin otomatis, dilengkapi suatu

rangkaian operasi pemesinan pada stasiun yang berurutan. Prinsipnya adalah garisproduksi dari mesin yang berhubungan disinkronisasikan dalam operasi, sehinggabenda kerja setelah dipasang pada mesin pertama, akan maju secara otomatismelalui berbagai stasiun untuk penyelesaiannya. Penggunaan mesin otomatis darijenis meja pengarah atau jenis perpindahan, dapat dijelaskan sebagai berikut.1) Meja Pengarah

Benda kerja yang hanya memerlukan sedikit operasi sesuai untuk mesinmeja pengarah, dengan dibuat unit vertikal maupun horizontal dan diberijarak di sekeliling tepi meja pengarah.

2) Jenis PerpindahanCiri utama dari mesin perpindahan yaitu adanya alat penanganan atauperpindahan yang sesuai di antara stasiun. Metode yang paling sederhanadan paling ekonomis dari penanganan suku cadang adalah denganmenggerakkannya pada rel atau ban berjalan di antara stasiun. Kalau initidak dimungkinkan, karena bentuk dari benda kerja, diperlukan sebuahpemegang tetap untuk tempat pengepitan benda kerja.Gambar 8.9 menunjukkan sebuah mesin perpindahan otomatis 35 stasiun

yang melakukan berbagai operasi pada kotak transmisi. Pemegang benda kerjaberbentuk bangku kecil memegang ketat kotak transmisi selama operasi. Mesinperpindahan berkisar dari unit terkecil yang hanya memiliki dua atau tiga stasiunsampai mesin lurus panjang dengan lebih dari 100 stasiun. Penggunaannyaterutama dalam industri mobil. Dengan memadatkan jadwal produksi, dimungkinkanuntuk menekan biaya produksi yang tinggi dengan jalan pengurangan karyawan.Produk yang diproses dengan mesin itu termasuk blok silinder, kepala silinder,badan kompresor lemari es, dan suku cadang lain yang serupa.

249

h. Mesin Gurdi Lubang DalamBeberapa masalah yang tidak dijumpai dalam operasi penggurdian biasa, dapat

muncul dalam penggurdian lubang yang panjang/dalam misalnya pada saatmenggurdi laras senapan, spindel panjang, batang engkol, dan lain-lain. Denganbertambahnya panjang lubang, akan makin sulit untuk menyangga benda kerja danpenggurdi secara baik. Pengeluaran serpihan dengan cepat dari operasi penggurdiandiperlukan untuk memastikan operasi yang baik dan ketepatan dari penggurdian.Kecepatan putar dan hantaran juga harus ditentukan dengan teliti, karenakemungkinan terjadi lenturan lebih besar dibanding penggurdi yang lebih pendek.

Untuk mengatasi hal ini, telah dikembangkan mesin gurdi lubang dalam. Disainmesin ini dikembangkan dari jenis horizontal maupun vertikal, bisa konstruksi spindeltunggal maupun spindel jamak, dan mungkin bervariasi dalam hal apakah benda kerjaatau penggurdi yang harus berputar. Mesin yang banyak dipakai pada umumnyakonstruksinya horizontal, menggunakan sebuah penggurdi pistol pemotongan pusatyang mempunyai mata potong tunggal dengan alur lurus sepanjang gurdi. Minyakbertekanan tinggi diberikan kepada mata potong melalui sebuah lubang dalam penggurdi.Pada penggurdi pistol, hantaran harus ringan untuk mencegah pelenturan dari penggurdi.

B. Perkakas Mesin GurdiPerkakas sebagai kelengkapan mesin gurdi di antaranya ragum, klem set, landasan

(blok paralel), pencekam mata bor, sarung pengurang, pasak pembuka, boring head,seperti yang ditunjukkan pada Gambar 8.10, dan mata bor seperti yang ditunjukkanpada Gambar 8.11.1. Ragum

Ragum untuk mesin gurdi digunakan untuk mencekam benda kerja pada saat akan di bor.2. Klem set

Klem set digunakan untuk mencekam benda kerja yang tidak mungkin dicekamdengan ragum.

3. Landasan (blok paralel)Digunakan sebagai landasan pada pengeboran lubang tembus, untuk mencegahragum atau meja mesin turut terbor.

4. Pencekam mata borDigunakan untuk mencekam mata bor yang berbentuk silindris.Pencekam mata bor ada dua macam, yaitu pencekam dua rahang dan pencekamtiga rahang.

5. Sarung bor (drill socket, drill sleeve)Sarung bor digunakan untuk mencekam mata bor yang bertangkai konis.

6. Pasak pembukaDigunakan untuk melepas sarung pengurang dari spindel bor atau melepas matabor dari sarung pengurang.

7. Boring headDigunakan untuk memperbesar lubang baik yang tembus maupun yang tidak tembus.

Gambar 8.9 Mesin perpindahan dengan 35 stasiun untuk kotak transmisi

250

Gambar 8.11 Perkakas mesin gurdi(a) bor spiral, (b) mata bor pemotong lurus, (c) mata bor untuklubang yang dalam, (d) mata bor skop, dan (e) mata bor stelite

8. Mata borMata bor merupakan alat potong pada mesin gurdi, yang terdiri dari bor spiral, matabor pemotong lurus, mata bor untuk lubang yang dalam (deep hole drill), mata borskop (spade drill), dan mata bor stelite.

a. Bor spiralDigunakan untuk pembuatan lubang yang diameternya sama dengan diameter mata bor.

b. Mata bor pemotong lurusDigunakan untuk material yang lunak seperti kuningan, tembaga, perunggu, dan plastik.

c. Mata bor untuk lubang yang dalam (deep hole drill)Digunakan untuk membuat lubang yang relatif dalam.

d. Mata bor skop (spade drill)Digunakan untuk material yang keras tetapi rapuh. Mata potong dapat diganti-ganti.

e. Mata bor steliteDigunakan untuk membuat lubang pada material yang telah dikeraskan. Mata bornyamempunyai bentuk segitiga dan terbuat dari baja campuran yang tahan panas.

(a) (b)

(c) (d)

(e)

Gambar 8.10 Perkakas mesin gurdi(a) ragum, (b) klem set, (c) landasan (block parallel), (d) pencekammata bor, (e) cekam bor pengencangan dengan tagan dan kunci,(f) sarung pengurang, (g) pasak pembuka, dan (h) boring head

(a) (b)

(c) (d)

(e) (f)

(g) (h)

251

Ada beberapa jenis mata bor untuk jenis pekerjaan yang berbeda. Bahan bendakerja dapat juga mempengaruhi jenis dari mata bor yang digunakan. Bentuk beberapamata bor khusus untuk pengerjaan tertentu ditunjukkan pada Gambar 8.13. Penggunaandari masing-masing mata bor tersebut sebagai berikut.1. Mata bor helix besar (high helix drills): mata bor ini memiliki sudut helix yang besar,

sehingga meningkatkan efisiensi pemotongan, tetapi batangnya lemah. Mata bor inidigunakan untuk memotong logam lunak atau bahan yang memiliki kekuatan rendah.

2. Mata bor helix kecil (low helix drills): mata bor dengan sudut helix lebih kecil dariukuran normal berguna untuk mencegah pahat bor terangkat ke atas atau terpegangbenda kerja ketika membuat lubang pada material kuningan dan material yang sejenis.

3. Mata bor kerja berat (heavy-duty drills): mata bor yang digunakan untuk menahantegangan yang tinggi dengan cara menebalkan bagian web.

4. Mata bor tangan kiri (left hand drills): mata bor standar dapat dibuat juga untukmata bor kiri. Digunakan pada pembuatan lubang jamak yang mana bagian kepalamesin bor didesain dengan sederhana yang memungkinkan berputar berlawananarah.

5. Mata bor dengan sisi sayat lurus (straight flute drills) adalah bentuk ekstrim darimata bor helix kecil, digunakan untuk membuat lubang pada kuningan dan plat.

6. Mata bor poros engkol (crankshaft drills): mata bor yang didesain khusus untukmengerjakan poros engkol, sangat menguntungkan untuk membuat lubang dalampada material yang ulet. Memiliki web yang tebal dan sudut helix yang kadang-kadang lebih besar dari ukuran normal. Mata bor ini adalah mata bor khusus yangbanyak digunakan secara luas dan menjadi mata bor standar.

7. Mata bor panjang (extension drills): mata bor ini memiliki batang/shank yang panjangyang telah ditemper, digunakan untuk membuat lubang pada permukaan yang secaranormal tidak akan dapat dijangkau.

Gambar 8.12 Nama-nama bagian mata bor dengan sarung tirusnya

Gambar 8.13 Mata bor khusus untuk pengerjaan tertentu

C. Geometri Mata Bor (Twist Drill)Nama-nama bagian mata bor ditunjukkan pada Gambar 8.12. Di antara bagian-

bagian mata bor tersebut yang paling utama adalah sudut helix (helix angle), sudutujung (point angle/lip angle, 2Xr), dan sudut bebas (clearance angle, α). Untuk bahanbenda kerja yang berbeda, sudut-sudut tersebut besarnya bervariasi (Tabel 8.1).

252

8. Mata bor ekstra panjang (extra-length drills): mata bor dengan badan pahat yangpanjang, untuk membuat lubang yang dalam.

9. Mata bor bertingkat (step drills): satu atau dua buah diamater mata bor dibuat padasatu batang untuk membuat lubang dengan diameter bertingkat.

10. Mata bor ganda (subland drills): fungsinya sama dengan mata bor bertingkat. Matabor ini terlihat seperti dua buah mata bor pada satu batang.

11. Mata bor solid carbide: untuk membuat lubang kecil pada material paduan ringan,dan material bukan logam, bentuknya bisa sama dengan mata bor standar. Prosespembuatan lubang dengan mata bor ini tidak boleh ada beban kejut, karena bahancarbide mudah pecah.

12. Mata bor dengan sisipan karbida (carbide tipped drills): sisipan karbida digunakanuntuk mencegah terjadinya keausan karena kecepatan potong yang tinggi. Suduthelix yang lebih kecil dan web yang tipis diterapkan untuk meningkatkan kekakuanmata bor ini, yang menjaga keawetan karbida. Mata bor ini digunakan untuk mate-rial yang keras, atau material nonlogam yang abrasif.

13. Mata bor dengan lubang minyak (oil hole drills): lubang kecil di dalam bilah pahat bordapat digunakan untuk mengalirkan minyak pelumas/pendingin bertekanan ke ujungmata bor. Mata bor ini digunakan untuk membuat lubang dalam pada material yang liat.

14. Mata bor rata (flat drills): batang lurus dan rata dapat digerinda ujungnya membentukujung mata bor. Hal tersebut akan memberikan ruang yang besar bagi beram tanpabagian helix. Mata bor ini digunakan untuk membuat lubang pada jalan kereta api.

Tabel 8.1 Data material, kecepatan potong, sudut mata bor HSS, dan cairan pendingin proses gurdi

15. Mata bor dengan tiga atau empat sisi potong: mata bor ini digunakan untukmemperbesar lubang yang telah dibuat sebelumnya (dengan mata bor atau di-punch).Mata bor ini digunakan karena memiliki produktivitas, akurasi, dan kualitas permukaanyang lebih bagus daripada mata bor standar pada pengerjaan yang sama.

253

16. Bor senter (center drill): merupakan kombinasi mata bor dan countersink yang sangatbaik digunakan untuk membuat lubang senter (Gambar 8.14).

D. Pengasahan Kembali Mata BorPengasahan kembali dapat dilakukan pada mesin asah bor atau peralatan

perlengkapan asah serta bisa juga dengan tangan.1. Pengasahan sempurna penyayat hanya dapat dicapai dengan mesin asah bor atau

perlengkapan asah (Gambar 8.15). Keuntungannya, kehilangan bahan perkakasakibat pengasahan minimal dan ketepatan sudut penyayat semakin akurat. Mesinini dapat disetel sesuai dengan sesuai garis tengah bor dan panjang bor. Denganmemiringkan bor atau perlengkapan asah, maka setiap sudut ujung dan sudut bebasyang dikehendaki atau koreksi bor tertentu, dapat diasah secara tepat.

2. Jika bor diasah dengan menggunakan tangan (secara cara manual), maka dibutuhkanbanyak latihan, pengetahuan, dan konsentrasi. Pada pengasahan secara manual,mata bor harus didinginkan secara intensif dengan cara mencelupkan mata bor kecairan pendingin. Jika dalam keadaan terpaksa/darurat dilakukan pengasahan kering,maka bor tidak boleh dipanasi melebihi daya tahan panas tangan, karena ini dapatmengakibatkan hangus dan bahaya retak pengasahan.

Gambar 8.14 Bor senter (center drill)

Gambar 8.15 Pengasahan mata bor dengan mesin asahPengasahan mata bor dengan tangan (Gambar 8.16), mata bor didekatkan pada cakram

dengan sudut penyetelan yang besarnya setengah sudut pucuk (Gambar 8.16a). Mata boryang diasah harus diberi dudukan mendatar dan pucuk bor diposisikan sedikit di atas sumbucakram (Gambar 8.16b). Pada kedudukan ini bor dibimbing ke atas dan ke bawah. Bidangpenyayat mata bor pertama diasah, kemudian diputar 180° dan bidang penyayat kedua diasah.

Penera/mal asahan digunakan untuk memeriksa kebenaran hasil pengasahan(Gambar 8.17), yang diperiksa ialah sudut pucuk, sudut asah relief, dan sudut penyayatlintang. Penera yang digunakan ialah penera tetap dan penera yang dapat disetel untukmacam-macam sudut pucuk.

Pengujian dilakukan menurut metode celah cahaya. Penera asah harus diletakkandengan benar pada bor.

Gambar 8.16 Pengasahan dengan tangan

254

Gambar 8.18 Kesalahan pengasahan(a) sudut pucuk tidak sama, (b) panjang penyayat tidak sama, (c) sudutpucuk dan panjang penyayat tidak sama, dan (d) pembentukan serpih meratapada penyayat yang panjangnya sama dan sudut pucuk yang sama

Kesalahan yang dapat ditimbulkan akibat pengasahan dengan tangan sebagai berikut.1. Sudut pucuk tidak sama (Gambar 8.18a). Pucuk bor memang berada di tengah,

namun yang melaksanakan penyayatan hanya satu penyayat. Akibatnya, bor dibebanisepihak, penyayat cepat aus, bor melenceng, sehingga lubang bor menjadi tidaktepat dan kasar.

2. Panjang penyayat tidak sama (Gambar 8.18b), namun kedua sudut pucuknya samabesar, pucuk bor tidak terletak di tengah. Akibatnya, garis tengah lubang lebih besardaripada garis tengah bor.

3. Sudut pucuk dan panjang penyayat tidak sama (Gambar 8.18c), bor dibebani sepihak.Akibatnya, lubang lebih besar dan tidak bersih, bor cepat tumpul, dan penyayat bisaretak.

4. Pengasahan relief terlalu kecil. Akibatnya, bor dapat tersandung dalam lubang,sehingga diperlukan tekanan laju yang lebih besar.

5. Pengasahan relief terlalu besar. Akibatnya, bor bisa tersangkut dan patah.Pedoman dasar: Kedua penyayat harus senantiasa sama panjang dan memiliki

sudut yang sama besar.

E. Pencekaman Mata Bor dan Benda KerjaCekam mata bor yang biasa digunakan adalah cekam rahang tiga (Gambar 8.19).

Kapasitas pencekaman untuk jenis cekam mata bor ini maksimal diameter 13 mm. Apabiladiamater mata bor lebih besar dari 13 mm, maka untuk memasang mata bor tersebuttidak menggunakan cekam. Apabila mata bor terlalu kecil untuk dimasukkan pada tempatpahat gurdi maka perlu disambung dengan sarung tirus/drill sleeve (Gambar 8.20). Apabilamasih kurang besar karena diameter lubang pada mesin terlalu besar, sarung tirus tersebutdisambung lagi dengan sambungan sarung tirus/drill socket.

Gambar 8.17 Penggunaan penera tetap

255

Gambar 8.20 Cekam bor terpasang pada batang tirus, sarung tirus (drillsleeve), dan sambungan sarung tirus (drill socket), dan mata bor yangdipasang pada dudukan pahat gurdi

Gambar 8.19 Cekam mata borrahang tiga dengan kapasitasmaksimal mata bor 13 mm.

Benda kerja yang akan dikerjakan pada mesin gurdi bentuknya bisa bermacam-macam. Untuk benda berbentuk kotak, pencekaman benda kerja bisa menggunakanragum (Gambar 8.21.). Benda kerja yang tidak terlalu besar ukurannya biasanya dicekamdengan ragum meja (table vise) atau ragum putar (swivel vise). Apabila diinginkanmembuat lubang pada posisi menyudut pencekaman bisa menggunakan ragum sudut(angle vise).

Benda kerja yang dipasang pada ragum hendaknya diatur supaya bagian yangmenonjol tidak terlalu tinggi (Gambar 8.22). Selain itu, agar pada waktu benda kerjaditekan oleh mata bor tidak berubah posisi, maka di bawah benda kerja perlu didukungoleh dua buah balok paralel.

Gambar 8.21 Ragum meja (table vise), Ragum putar (swivel vise), dan Ragum sudut (angle vise) untukmencekam benda kerja pada mesin gurdi

Standard MacineTable vise Swivel vise Angle vise

256

Agar ragum tidak bergetar atau bergerak ketika proses pembuatan lubang, sebaiknyaragum diikat dengan klem C (Gambar 8.23). Beberapa alat bantu pencekaman yang lainbisa juga digunakan untuk mengikat benda kerja pada meja mesin gurdi. Benda kerjadengan bentuk tidak teratur, terlalu tebal atau terlalu tipis tidak mungkin bisa dipegangoleh ragum, maka pengikatan pada meja mesin gurdi dilakukan dengan alat bantupencekaman (Gambar 8.23) dengan bantuan beberapa buah baut T.

Gambar 8.23 Alat bantu pencekaman benda kerja pada meja mesin gurdi: pelat siku (Angle Plate), Blok danklem (V-Block and Clamp), Klem V (V-Clamp), Klem C (C-Clamp), Blok bertingkat (Step-Block), Klem ekormelengkung (Bent-tail Machine Clamp), Klem jari (Finger Machine Clamp), dan Klem pengikat (MachineStrap Clamp)

Pengikatan benda kerja yang benar (correct) dan yang tidak benar (incorrect) dapatdilihat pada Gambar 8.24.

Gambar 8.22 Pemasangan benda kerja sebaiknya tidak terlalutinggi, dan didukung oleh dua buah paralel

257

1. Pengencangan BorBor dengan gagang silindris (Gambar 8.25) pada umumnya dibuat sampai garis tengah

16 mm. Model khusus dengan lidah pembawa untuk gaya puntir yang lebih besar (Gambar8.25a) hanya cocok untuk kepala bor yang sesuai, ia tidak dapat berputar di dalam kepalabor, sehingga dengan demikian gagang dan dagu penjepit lebih awet. Bor dengan gagangsegi empat digunakan untuk mesin bor tangan (uliran bor, palang bor, dan sebagainya).

Gambar 8.24 Cara pengikatan benda kerja di meja mesin gurdi denganbantuan klem dan baut T

Gambar 8.25 Mata bor spiral dengangagang silindris dan kepala bor

Aturan-aturan kerja pada pengencangan mata bor.a. Perhatikan pengencangan mata bor yang benar. Hanya bor yang tidak goyah dan

duduk erat, memberi jaminan kerja yang tepat dan bersih. Jika bor tidak dudukdengan erat di dalam kepala bor, maka ia dapat macet di dalam benda kerja yangdibor atau terbawa disertai kejutan – bahayanya bisa patah! Jika hal ini terjadi,maka gagang bor tergesek dan terbentuk tarikan yang merupakan penyebabkenyataan bahwa bor tidak dapat lagi dikencangkan tepat senter, ia bergetar, memberilubang yang tidak tepat, dan seterusnya.

b. Bor dengan gagang silindris harus ditancapkan sampai menumpu pada dasar kepalabor (Gambar 8.26). Jika ia tidak menyentuh dasar, pada saat pemboran ia akanbergeser ke arah sumbu. Akibatnya, ukuran kedalaman lubang bor tidak tepat, borterpeleset, tersangkut, dan patah.

258

Gambar 8.26 Bor harusdikencangkan dengan benar

c. Kepala penjepit harus dibersihkan dari waktu ke waktu, diperbaiki dan bila perludiganti. Pengerjaan dengan kepala bor yang rusak tidak dibolehkan.

d. Bor dengan gagang kerucut. Gagang kerucut dan kerucut dalam harus bersih.Tidak boleh terdapat serpih, lekukan, debu, minyak atau gemuk pada gagangatau kerucut dalam, karena hal ini dapat mengakibatkan bergetarnya atauterpelesetnya bor (Gambar 8.27).

e. Selubung reduksi. Biasanya tidak boleh dipasangkan lebih dari dua selubungbertumpukan karena dapat mengakibatkan bergetarnya bor dan tidak bundarputarannya. Periksa setelah pengencangan apakah bor berputar tepat bundar!

Gambar 8.27 Kerucutperkakas dibersihkan

Gambar 8.28 Kencangkanbenda kerja dengan erat

Aturan kerja pada pengencangan benda kerja sebagai berikut.a. Sebelum dilakukan pengencangan, bersihkan meja bor dan bidang alas benda kerja,

alat pengencang, perlengkapan bor dan sejenisnya secara teliti dari serpih/kotoransupaya didapat landasan yang tepat dan aman.

b. Amankan benda kerja dari benda yang tidak dipakai. Benda-benda kerja yang tidakdikencangkan dengan erat akan tergoncang, lubang bor menjadi lebih besar dantidak tepat. Terutama oleh bor spiral pendek benda kerja yang tidak dikencangkanatau pengencanganya buruk, akan mudah terseret ke atas. Bahaya ini terutama terdapatjuga pada pemboran pelat logam. Akibatnya, kerusakan benda kerja atau bor patah.

c. Benda kerja (contohnya baja U, siku, dan pipih) tidak boleh bergetar pada saatpemboran, karena bor akan bergetar. Akibatnya, penyayat retak dan cepat menumpul.

d. Pengencangan benda kerja bukan hanya bila lubang yang dibor besar, semuapemboran benda kerja harus dipegang kuat secara meyakinkan.

2. Pengencangan Benda KerjaGaya puntir spindel bor yang muncul bisa berakibat memutar benda kerja. Untuk

menghindarkan kecelakaan (luka tangan, Gambar 8.28), benda kerja harus dikencangkandengan erat waktu pemboran.

259

Contoh pengencangan:• Pelat logam dan sejenisnya harus diamankan dengan menahannya pada jepitan

kikir (Gambar 8.29), untuk itu benda kerja tersebut diletakkan di atas alas kayu.• Benda kerja yang pendek dan kecil harus dijepitkan pada ragum (Gambar 8.30).

Ragum mesin dapat dilengkapi dengan dagu penjepit yang lurus dan sejajar. Dengansebuah dagu penjepit yang dapat dikencangan, benda kerja (Gambar 8.31) dapatdiputar dengan skala derajat, atau dapat diputar untuk pemboran lubang padaberbagai arah. Pengencangan dilakukan oleh baut ulir dengan engkol atau kunci(Gambar 8.30, 8.31, 8.32). Pada produksi massa, pengencangan secara cepat danwaktu pengencangan yang singkat, pengencangan dilakukan dengan engkol tanganeksentris atau dengan udara kempa.

• Benda kerja silindris dikencangkan di dalam catok penyenter (Gambar 8.32), denganpenjepit (Gambar 8.34) atau dengan sebuah prisma bor (Gambar 8.35). Gambar8.35 kanan memperlihatkan sebuah prisma bor yang dapat disetel, sehingga dapatmelakukan pemboran tembus secara leluasa.

Gambar 8.31 Ragum mesin dengan penjepit yangdapat diputar

Gambar 8.32 Ragum mesin penyenter

Gambar 8.29 Pengencangan plat logam Gambar 8.30 Penjepitan pada ragum

Perhatikan! Benda kerja harus dijepit di tengah-tengah ragum (Gambar 8.33). Padapengencangan benda kerja yang rendah harus digunakan alas yang sama tingginya,jika tidak benda kerja akan terperosok ke bawah akibat tekanan. Periksa posisi bendakerja dengan siku sebelum dikencangkan. Penyiapan pusat lubang benda kerja dapatdilakukan dengan sebuah penitik (penyenter) yang dijepitkan di dalam spindel bor.

260

• Benda kerja yang berat dan memakan tempat dikencangkan pada meja bor, misalnyadengan besi penjepit dan ganjal (Gambar 8.37) serta unsur penjepit lainya.Perhatikan! Meja bor harus bersih dan bebas dari serpih besi atau kaki penjepitharus mendekap rapat pada benda kerja dan alas pengganjal. Alas harus mantapdan besi penjepit harus kuat. Sekrup pengencang harus disusun sedekat mungkinpada benda kerja (Gambar 8.36), supaya tekanannya merata. Pada pengencanganyang tidak tepat, benda kerja dapat terlontar, sehingga tidak hanya perkakas danmesin yang rusak, melainkan dapat juga menimbulkan kecelakaan berat bagi op-erator mesin. Pada lubang tembus harus diperhatikan bahwa bor tidak sampaimelubangi meja pengencang, tetapi masuk ke dalam lubang serpih atau kayu alaspengganjal.

• Pengencangan di dalam peralatan pelengkap bor, benda kerja yang akan dibordimasukkan dalam sebuah rangka (peralatan pelengkap) dan dikencangkan denganerat. Bor diberi jalur penuntun yang sangat tepat di dalam sebuah lubang dudukanbor (Gambar 8.38b). Penggunaannya pada produksi berantai.Peralatan pelengkap bor memungkinkan penghematan waktu karena penggoresan

lubang tidak perlu dilakukan. Jika banyak lubang yang dikerjakan pada benda kerjayang rumit penghematan waktu dan ketepatan yang tinggi itu akan jauh lebih besardibandingkan dengan melalui proses penggoresan. Selain itu, tiap benda kerja benar-benar sama dengan benda kerja lainya, mereka dapat dipertukarkan.

Gambar 8.36 Pengencangan yang betul dan yang salah dengan ganjal besi pengencang

Gambar 8.33 Penjepitan yang betul dan yang salah

Gambar 8.34 Penjepit Gambar 8.35 Prisma bor yang dapat disetel

Betul Salah Betul Salah

261

F. Elemen Dasar Proses GurdiParameter proses gurdi dapat ditentukan berdasarkan gambar proses gurdi (Gambar

8.39), rumus-rumus kecepatan potong, dan gerak makan. Parameter proses gurdi padadasarnya sama dengan parameter proses pemesinan yang lain, akan tetapi dalam prosesgurdi selain kecepatan potong, gerak makan, dan kedalaman potong perludipertimbangkan pula gaya aksial, dan momen puntir yang diperlukan pada proses gurdi.Parameter proses gurdi tersebut sebagai berikut.1. Kecepatan Potong

v = 1.000dnπ ; m/menit . . . ( 8.1)

Gambar 8.37 Pengencangan denganbesi pengganjal

Gambar 8.38a. Pemboran tanpa penuntunanb. Pemboran penuntunan

Gambar 8.39 Gambar skematis proses gurdi/drilling

2. Gerak Makan (Feed)a. Untuk mesin gurdi jenis gerak makan dilakukan secara manual (Hand-feed Drilling

Machine), tidak ada rumus tertentu yang digunakan, karena proses pemakanandilakukan berdasarkan perkiraan operator mesin.

b. Untuk mesin gurdi dengan gerak makan dilakukan secara otomatis oleh tenagamotor listrik (Power-feed Drilling Machine) gerak makan bisa ditentukan berdasarkanTabel 8.2.

262

Tabel 8.2 Putaran mata bor dan gerak makan pada beberapa jenis bahan

Selain menggunakan Tabel 8.2, gerak makan bisa diperkirakan dengan rumus empirisberikut.Untuk baja:

f = 0,084 3 d ; mm/put . . . ( 8.2)

Untuk besi tuang:

f = 0,13 3 d ; mm/put . . . (8.3)

263

3. Kedalaman Potonga = d/2; mm . . . (8.4)

4. Waktu Pemotongan

tc = 2tlfn ; menit . . . (8.5)

5. Kecepatan Pembentukan Beram

Z = 2 2

4 1.000d fnπ ; cm3/menit . . . (8.6)

G. Perencanaan Proses GurdiMesin gurdi bisa membuat lubang dengan jangkauan diameter 1/16 inchi sampai

dengan 2 inchi (sekitar 1,6 mm sampai dengan 50 mm). Perencana proses gurdihendaknya merencanakan langkah pembuatan lubang terutama untuk lubang dengandiameter relatif besar (di atas 10 mm). Hal tersebut perlu dilakukan karena pada matabor yang relatif besar, ujungnya tumpul, sehingga pada tengah pahat tidak terjadipenyayatan tetapi proses ekstrusi. Selain itu pada sumbu pahat (diameter mata bor = 0),kecepatan potongnya adalah nol (rumus 8.1), sehingga penekanan pahat ke bawahmenjadi sangat berat (Gambar 8.40). Berdasarkan uraian di atas maka untuk membuatlubang dengan diameter relatif besar hendaknya diawali dengan mata bor yang memilikidiameter lebih kecil dulu. Misalnya untuk membuat lubang diameter 20 mm, diawali denganmata bor 5 mm, kemudian 8 mm, dan 16 mm.

Proses pembuatan lubang menggunakan mata bor biasanya adalah lubang awal,yang nantinya akan dilanjutkan dengan pengerjaan lanjutan, sehingga ketelitian dimensilubang bukan menjadi tuntutan utama. Ketelitian proses gurdi adalah pada posisi lubangyang dibuat terhadap bidang yang menjadi basis pengukuran maupun terhadap lubangyang lain. Permasalahan yang terjadi pada proses gurdi 90 persen disebabkan karenakesalahan penggerindaan ujung mata bor. Kesalahan penggerindaan tersebut bisamenimbulkan sudut ujung salah/ tidak simetris, dan panjang sisi potong yang tidak sama(Gambar 8.41). Hal tersebut mengakibatkan posisi lubang tidak akurat.

Gambar 8.41(a) Mata bor dengan sudut sisi potong sama tetapi panjangnyaberbeda, dan (b) mata bor dengan sudut sisi potong dan panjangsisi potong tidak sama

Gambar 8.40 Proses gurdi konvensional,pada sumbu pahat kecepatan potongadalah nol. Kecepatan potong membesarke arah diameter luar.

264

Lubang yang dibuat dengan mata bor, apabila nantinya dibuat ulir dengan prosespengetapan harus diperhitungkan diameternya agar diperoleh ulir yang sempurna. Rumusdiameter lubang atau diameter mata bor untuk ulir dengan kisar dan diameter tertentusebagai berikut.

TDS = OD – 1N . . . (8.7)

Keterangan:TDS = Tap drill size/ukuran lubang (inchi)OD = Outside Diameter/diameter luarN = jumlah ulir tiap inchiUntuk ulir metris, rumus diameter mata bor adalah:

TDS = OD – p . . . (8.8)

Keterangan:p = kisar ulir (mm)Hasil perhitungan rumus tersebut dapat dilihat pada Tabel 8.3.Tabel 8.3 Kisar ulir dan ukuran diameter mata bor

265

Tabel 8.4 Kisar ulir dan ukuran diameter mata bor

Proses pembuatan lubang dengan mesin gurdi biasanya dilakukan untuk pengerjaanlubang awal. Pengerjaan selanjutnya dilakukan setelah lubang dibuat oleh mata bor(Gambar 8.42). Proses kelanjutan dari pembuatan lubang tersebut misalnya: reaming(meluaskan lubang untuk mendapatkan diameter dengan toleransi ukuran tertentu), tap-ing (pembuatan ulir), dan counterboring (lubang untuk kepala baut tanam).

Gambar 8.42 Proses kelanjutan setelah dibuat lubang dengan: (a) reaming,(b) tapping, dan (c) counterboring

(a) (b) (c)

266

267

BAB 9MENGENAL PROSES SEKRAP

(SHAPING)

268

Mesin sekrap (shaping machine) disebut pula mesin ketam atau serut. Mesin inidigunakan untuk mengerjakan bidang-bidang yang rata, cembung, cekung,beralur, dan lain-lain pada posisi mendatar, tegak, ataupun miring. Mesin sekrap

adalah suatu mesin perkakas dengan gerakan utama lurus bolak-balik secara vertikalmaupun horizontal.

Prinsip pengerjaan pada mesin sekrap adalah benda yang disayat atau dipotongdalam keadaan diam (dijepit pada ragum) kemudian pahat bergerak lurus bolak-balikatau maju mundur melakukan penyayatan. Hasil gerakan maju mundur lenganmesin/pahat diperoleh dari motor yang dihubungkan dengan roda bertingkat melaluisabuk (belt). Dari roda bertingkat, putaran diteruskan ke roda gigi antara dan dihubungkanke roda gigi penggerak engkol yang besar. Roda gigi tersebut beralur dan dipasangengkol melalui tap. Jika roda gigi berputar maka tap engkol berputar eksentrikmenghasilkan gerakan maju mundur lengan. Kedudukan tap dapat digeser sehinggapanjang eksentrik berubah dan berarti pula panjang langkah berubah. Mekanisme inidapat dilihat pada Gambar 9.4.

A. Mesin Sekrap dan Jenis-jenisnya1. Jenis-Jenis Mesin Sekrap

Mesin sekrap adalah mesin yang relatif sederhana. Biasanya digunakan dalam ruangalat atau untuk mengerjakan benda kerja yang jumlahnya satu atau dua buah untuk proto-type (benda contoh). Pahat yang digunakan sama dengan pahat bubut. Proses sekraptidak terlalu memerlukan perhatian/ konsentrasi bagi operatornya ketika melakukanpenyayatan. Mesin sekrap yang sering digunakan adalah mesin sekrap horizontal. Selainitu, ada mesin sekrap vertikal yang biasanya dinamakan mesin slotting/slotter. Prosessekrap ada dua macam yaitu proses sekrap (shaper) dan planner. Proses sekrap dilakukanuntuk benda kerja yang relatif kecil, sedang proses planner untuk benda kerja yang besar.a. Mesin sekrap datar atau horizontal (shaper)

Mesin jenis ini umum dipakai untuk produksi dan pekerjaan serbaguna terdiri atasrangka dasar dan rangka yang mendukung lengan horizontal (lihat Gambar 9.1).Benda kerja didukung pada rel silang sehingga memungkinkan benda kerja untukdigerakkan ke arah menyilang atau vertikal dengan tangan atau penggerak daya.Pada mesin ini pahat melakukan gerakan bolak-balik, sedangkan benda kerjamelakukan gerakan ingsutan. Panjang langkah maksimum sampai 1.000 mm, cocokuntuk benda pendek dan tidak terlalu berat.

Gambar 9.1 Mesin sekrap dataratau horizontal (shaper)

b. Mesin sekrap vertikal (slotter)Mesin sekrap jenis ini digunakan untuk pemotongan dalam, menyerut dan bersudutserta untuk pengerjaan permukaan-permukaan yang sukar dijangkau. Selain itu mesinini juga bisa digunakan untuk operasi yang memerlukan pemotongan vertikal

269

(Gambar 9.2). Gerakan pahat dari mesin ini naik turun secara vertikal, sedangkanbenda kerja bisa bergeser ke arah memanjang dan melintang. Mesin jenis ini jugadilengkapi dengan meja putar, sehingga dengan mesin ini bisa dilakukan pengerjaanpembagian bidang yang sama besar.

c. Mesin plannerDigunakan untuk mengerjakan benda kerja yang panjang dan besar (berat). Bendakerja dipasang pada eretan yang melakukan gerak bolak-balik, sedangkan pahatmembuat gerakan ingsutan dan gerak penyetelan. Lebar benda ditentukan olehjarak antartiang mesin. Panjang langkah mesin jenis ini ada yang mencapai 200sampai 1.000 mm.

Gambar 9.2 Mesin sekrap vertikal(slotter)

Gambar 9.3 Mesin sekrap eretan (planner)

2. Mekanisme Kerja Mesin SekrapMekanisme yang mengendalikan mesin sekrap ada dua macam yaitu mekanik dan

hidrolik. Pada mekanisme mekanik digunakan crank mechanism (Gambar 9.4). Padamekanisme ini roda gigi utama (bull gear) digerakkan oleh sebuah pinion yang disambungpada poros motor listrik melalui gear box dengan empat, delapan, atau lebih variasikecepatan. RPM dari roda gigi utama tersebut menjadi langkah per menit (strokes perminute, SPM). Gambar skematik mekanisme dengan sistem hidrolik dapat dilihat padaGambar 9.4. Mesin dengan mekanisme sistem hidrolik kecepatan sayatnya dapat diukurtanpa bertingkat, tetap sama sepanjang langkahnya. Pada tiap saat dari langkah kerja,langkahnya dapat dibalikkan sehingga jika mesin macet lengannya dapat ditarik kembali.Kerugiannya yaitu penyetelen panjang langkah tidak teliti.

Gambar 9.4 Mekanisme mesin sekrap

270

Badan mesinMerupakan keseluruhan mesin tempat mekanik penggerak dan tuas pengatur(Gambar 9.5).Meja mesinFungsinya merupakan tempat kedudukan benda kerja atau penjepit benda kerja. Mejamesin didukung dan digerakkan oleh eretan lintang dan eretan tegak. Eretan lintangdapat diatur otomatis (Gambar 9.5).LenganFungsinya untuk menggerakan pahat maju mundur. Lengan diikat dengan engkolmenggunakan pengikat lengan. Kedudukan lengan di atas badan dan dijepit pelindunglengan agar gerakannya lurus (Gambar 9.5).Eretan pahatFungsinya untuk mengatur ketebalan pemakanan pahat. Dengan memutar roda pemutarmaka pahat akan turun atau naik. Ketebalan pamakanan dapat dibaca pada dial. Eretanpahat terpasang di bagian ujung lengan dengan ditumpu oleh dua buah mur baut pengikat.Eretan dapat dimiringkan untuk penyekrapan bidang bersudut atau miring. Kemiringaneretan dapat dibaca pada pengukur sudut eretan (Gambar 9.5).Pengatur kecepatanFungsinya untuk mengatur atau memilih jumlah langkah lengan mesin per menit. Untukpemakanan tipis dapat dipercepat. Pengaturan harus pada saat mesin berhenti (Gambar 9.5).Tuas panjang langkahBerfungsi mengatur panjang pendeknya langkah pahat atau lengan sesuai panjang bendayang disekrap. Pengaturan dengan memutar tap ke arah kanan atau kiri (Gambar 9.5).Tuas posisi pahatTuas ini terletak pada lengan mesin dan berfungsi untuk mengatur kedudukan pahatterhadap benda kerja. Pengaturan dapat dilakukan setelah mengendorkan pengikatlengan (Gambar 9.5).Tuas pengatur gerakan otomatis meja melintangUntuk menyekrap secara otomatis diperlukan pengaturan-pengaturan panjang engkolyang mengubah gerakan putar mesin pada roda gigi menjadi gerakan lurus meja. Dengandemikian meja melakukan gerak ingsutan (feeding).

3. Nama Bagian-Bagian Mesin Sekrapa. Bagian Utama Mesin (lihat Gambar 9.5)

Gambar 9.5 Bagian utama mesin

271

b. Alat potong1) Prinsip dasar pemotongan

Pahat bergerak maju mundur, benda kerja bergerak ke arah melintang.Pemotongan hanya terjadi pada gerak langkah maju, pada saat langkah mundurbenda kerja bergeser (Gambar 9.6).

2) Bentuk pahat sekrap (Gambar 9.7)

a) pahat sekrap kasar lurusb) pahat sekrap kasar lengkungc) pahat sekrap datar (Gambar 9.8)d) pahat sekrap runcing (Gambar 9.8)e) pahat sekrap sisi (Gambar 9.9)f) pahat sekrap sisi kasar (Gambar 9.9)g) pahat sekrap sisi datar (Gambar 9.9)h) pahat sekrap profil (Gambar 9.10)i) pahat sekrap masuk ke dalam atau pahat

sekrap masuk ke luar lurus (lihat Gambar 9.11)j) pahat sekrap masuk dalam atau pahat sekrap

masuk ke luar diteruskan (lihat Gambar 9.11)

Gambar 9.7 Pahat sekrap kasar lurusdan melengkung

Gambar 9.8 Pahat sekrap datar dan runcing

Gambar 9.9 Pahat sekrap sisi, sisikasar, dan sisi rata

Gambar 9.10 Pahat sekrap profil Gambar 9.11 Pahat sekrap dalam lurus danpahat luar

Gambar 9.6 Prinsip pemotongan

Gambar 9.12 Sudut asah pahat

3) Sudut asah pahat

Sudut sudut pahat (Gambar 9.12)α = sudut bebasβ = sudut mata potong (baji)γ = sudut buangδ = sudut potong (α + β )

272

4) Jenis bahan pahata) H.S.S (Gambar 9.13.). Digunakan untuk memotong material yang

mempunyai tegangan tarik tinggi.b) Carbide (Gambar 9.13). Digunakan untuk benda-benda tuangan.

c. Elemen Dasar dan Perencanaan Proses Sekrap

Gambar 9.14 Proses sekrap

Gambar 9.13 Jenis pahat sekrap

B. Elemen Dasar Proses SekrapElemen pemesinan dapat dihitung dengan rumus-rumus yang identik dengan elemen

pemesinan proses pemesinan yang lain. Pada proses sekrap gerak makan (f) adalahgerakan pahat per langkah penyayatan, kecepatan potong adalah kecepatan potongrata-rata untuk gerak maju dan gerak kembali dengan perbandingan kecepatan = Vm/Vr.Harga Rs < 1. (Gambar 9.14). Elemen dasar tersebut sebagai berikut.1. Kecepatan potong rata-rata

v = ⋅ ⋅ (1 )2.100

p t sn l R; mm/menit . . . (9.1)

l t = lv + lw + lnnp = jumlah langkah per menitlv ≈ 20 mmln ≈ 10 mm

2. Kecepatan makanvf = f · np; mm/menit . . . (9.2)

f = gerak makan; mm/langkah3. Waktu pemotongan

tc = f

wv

;menit . . . (9.3)

273

4. Kecepatan penghasilan beram

Z = a · f · v; cm3/menit . . . (9.4)

Besar kecilnya kecepatan potong tergantung pada jenis material yang dipotong danalat yang digunakan. Daftar kecepatan potong dapat dilihat pada Tabel 9.1.Tabel 9.1 Shaper Speeds dan Feeds

Perencanaan Proses Sekrapa. Pencekaman Benda Kerja

Benda persegi yang kecil dapat dipasang pada ragum (lihat Gambar 9.15).

Sebelum proses sekrap dilakukan perlu diperiksa kesejajaran garis ukuran yangakan disekrap dengan mulut ragum. Untuk mempermudah proses pensejajaran antaramulut ragum dan bagian yang akan disekrap digunakanlah parallel blok.

Pencekaman benda kerja disesuaikan dengan contour permukaan benda kerjayang akan disekrap. Untuk mencekam benda kerja yang memiliki permukaan tidakberaturan atau tidak rata kita harus memasang dan mengganjal benda kerja denganbesi bulat yang dapat menekan pada satu titik (lihat Gambar 9.16).

Untuk menjepit benda kerja yang berbentuk tabung, ada kalanya di bagian bawahbenda kerja diganjal dengan semacam pelat yang tipis atau bisa juga menggunakanparallel blok. (Gambar 9.17).

Gambar 9.15 Pencekaman benda kerja persegi

Gambar 9.16 Pencekaman benda yang tidak rata

274

Gambar 9.19 Pengkleman benda kerja

Gambar 9.20 Syarat

Selain itu, paralel blok yang ada juga bisa dimanfaatkan sebagai landasan padasaat proses pencekaman benda kerja yang berbentuk segmen atau sektor (Gambar9.18).

Benda kerja yang mempunyai dimensi cukup besar dan tidak mungkin dicekamdengan ragum, dapat dicekam dengan menggunakan klem (Gambar 9.19). Perhatikanposisi pengekleman benda kerja terhadap arah pemotongan.

b. Syarat Pengekleman Benda KerjaAda beberapa syarat yang harus dipenuhi ketika kita melakukan pengkleman

benda kerja (Gambar 9.20)1) Klem harus horizontal2) Jarak A harus lebih kecil dari B3) Mur dan baut T harus terpasang dengan ukuran yang sesuai dengan alur meja.

Gambar 9.17 Pencekaman sumbu atau tabung

Gambar 9.18 Pencekaman benda segmen atau sektor

Benda kerja besar yang akan dipotong seluruh permukaannya, biasanya diklemdengan menggunakan klem samping (Gambar 9.21). Jumlah klem yang digunakantergantung besar kecilnya benda kerja.

275

Blok siku juga bisa dipergunakan sebagai alat bantu pengekleman benda kerja(Gambar 9.22). Caranya, blok siku diikat dengan baut T pada meja sekrap, kemudianbenda kerja yang akan disekrap diklem dengan blok siku yang sudah terpasangpada meja sekrap.

Gambar 9.22 Pengekleman benda dengan blok siku

Gambar 9.24 Pencekaman pahatmesin sekrap kecilGambar 9.23 Pencekaman mesin sekrap

besar

Gambar 9.21 Klem samping

1) Pahat dipasang pada rumah ayunan kira-kira 30|40 mm keluar dari rumah ayunan(lihat Gambar 9.25). Pada posisi ini pahat cukup kuat untuk menahan bebanpotong.

c. Pencekaman Alat PotongPencekaman alat potong atau pahat pada mesin sekrap disesuaikan dengan

ukuran mesin dan meja mesin. Gambar 9.23 adalah cara pencekaman pahat padamesin sekrap dengan ukuran yang besar. Gambar 9.24 adalah pencekaman pahatpada mesin sekrap kecil. Yang perlu diingat pada saat mencekam pahat pada mesinsekrap, pahat diusahakan dicekam sekuat mungkin. Hal ini dikarenakan pada saatlangkah pemakanan, pahat adalah salah satu bagian yang mengalami benturan(impact) terbesar dengan benda kerja. Ada beberapa hal yang harus diperhatikandalam pemasangan pahat pada mesin sekrap sebagai berikut.

276

Gambar 9.28 Posisi rumah ayunan tegak lurus

2) Pencekaman pahat diusahakan sependek mungkin. Dikarenakan, jikapemasangan pahat terlalu panjang, pada saat terjadi impact maka pahat akanmenjadi lentur dan kemungkinan besar pahat akan patah (Gambar 9.26).

3) Pada saat langkah pemakanan, rumah ayunan pahat dimiringkan berlawananarah dengan sisi potong pahat (Gambar 9.27).

4) Pada saat proses pembuatan alur pada benda kerja, rumah ayunan pahatdipasang tegak lurus terhadap sisi potong pahat (Gambar 9.28).

5) Pada proses pembuatan alur dalam, pahat harus mempergunakan alat bantutambahan yaitu klem pemegang pahat, dengan alat ini memungkinkan pahatuntuk membuat alur dengan kedalaman yang diinginkan (Gambar 9.29).

Gambar 9.26 Keadaan pahat yang terlalu panjang

Gambar 9.25 Posisi pemasangan pahat

Gambar 9.27 Posisi rumah ayunan berlawanan dengan sisi potong pahat

277

6) Pada saat langkah pemotongan sisi benda kerja, posisikan rumah ayunan dan pahatdalam keadaaan miring/membuat sudut lancip terhadap benda kerja (Gambar 9.30).

7) Pada saat langkah pemakanan menyudut pada benda kerja, posisikan rumahayunan dan pahat miring terhadap bidang yang akan disayat/membentuk sudutlancip (Gambar 9.31).

Gambar 9.29 Alat bantu pemegang pahat

Gambar 9.30 Posisi pahat pada pemotongan sudut

Gambar 9.31 Posisi pahat pada pemotongan sisid. Proses Sekrap

Menjalankan mesin1) Lengan digerakkan dengan cara memutar roda pemeriksa untuk melihat

kemungkinan tertabraknya lengan.2) Menentukan banyak langkah per menit.3) Motor mesin dihidupkan. Dengan cara memasukkan tuas kopling mesin mulai

bekerja. Mencoba langkah pemakanan (feeding) dari meja, mulai dari langkahhalus sampai langkah kasar. Perhatikan seluruh gerak mesin

4) Menghentikan kerja mesin dilakukan dengan cara melepas tuas kopling kemudianmatikan motor.

Proses penyekrapanPenyekrapan datar

Penyekrapan bidang rata adalah penyekrapan benda kerja agar menghasilkanpermukaan yang rata. Penyekrapan bidang rata dapat dilakukan dengan caramendatar (horizontal) dan cara tegak (vertikal). Pada penyekrapan arah mendataryang bergerak adalah benda kerja atau meja ke arah kiri kanan. Pahat melakukan

278

langkah penyayatan dan ketebalan diatur dengan menggeser eretan pahat.Adapun langkah persiapan penyekrapan bidang mendatar sebagai berikut.1) Pemasangan benda kerja pada ragum.2) Pemasangan pahat rata.3) Pengaturan panjang langkah pahat.4) Pengaturan kecepatan langkah pahat.5) Pengaturan gerakan meja secara otomatis.6) Setting pahat terhadap benda kerja.

Penentuan ketebalan penyayatan pahat. Untuk pemakanan banyak digunakanpahat kasar. Besarnya feeding diambil = 1/3 dari tebal pemakanan.1) Kedalaman pemotongan dilakukan dari eretan alat potong.2) Feeding dilakukan oleh gerakan meja.3) Meja bergeser pada saat lengan luncur bergerak mundur.

Penyekrapan tegakPada penyekrapan tegak, yang bergerak adalah eretan pahat naik turun.

Pengaturan ketebalan dilakukan dengan menggeser meja. Pahat harus diatursedemikian rupa (menyudut) sehingga hanya bagian ujung saja yang menyayatdan bagian sisi dalam keadaan bebas. Tebal pemakanan diatur tipis ± 50 mm.

Langkah kerja penyekrapan tegak sesuai dengan penyekrapan yang datar.1) Kedalaman pemotongan dilakukan oleh gerakan meja.2) Feeding dilakukan oleh gerakan eretan alat potong.

Penyekrapan menyudutPenyekrapan bidang menyudut adalah penyekrapan benda kerja agar

menghasilkan permukaan yang miring/sudut. Pada penyekrapan ini yang bergerakadalah eretan pahat maju mundur.Pengaturan ketebalan dilakukan dengan memutar ereten pahat sesuai dengankebutuhan sudut pemakanan.1) Kedalaman pemotongan dilakukan oleh gerakan meja2) Feeding dilakukan oleh eretan alat pemotong.

Penyekrapan alurMenurut alur penyekrapan, mesin sekrap dapat digunakan untuk membuat alur:

1) Alur terus luar2) Alur terus dalam3) Alur buntu4) Alur tembus

Secara garis besar, pembuatan alur pada mesin sekrap harus memperhatikanbeberapa hal sebagai berikut.1) Pembuatan garis batas luar.2) Pengerjaan pahat.3) Pengerjaan pendahuluan.

Alur terus luar di antaranya alur ”U”, alur ”V”, dan alur ekor burung.

279

Gambar 9.33 Penyekrapan alur pasak

Gambar 9.34 Penyekrapan alur

Penyekrapan alur ”V” dan ekor burung merupakan penyekrapan yang paling rumitkarena memerlukan ketekunan dan kesabaran. Prinsip pengerjaannya merupakangabungan dari beberapa proses penyekrapan. Berhasil atau tidaknya pembuatanalur ”V” dan ekor burung tergantung dari pengaturan eretan pahat, pengasahansudut pahat dan pemasangan pahatnya. Pada penyekrapan alur ekor burung ataualur ”V” sebagai berikut.1. Diawali dengan penyekrapan alur biasa.2. Selanjutnya memasang pahat lancip.3. Mengatur eretan pahat.4. Mengatur posisi pahat.5. Lakukan secara hati-hati dan pemakanannya harus tipis.Alur tembus dalam umumnya untuk alur pasak pada roda gigi atau pully. Untuk penyekrapanalur pasak memerlukan tangkai pemegang pahat (pemegang pahat tambahan) yangmemungkinkan pahat masuk ke dalam lubang yang akan dibuat alur dalam.

Gambar 9.32 Penyekrapan alur luarAlur ”alur U” Alur ”V” Alur ekor burung

Penyekrapan alur pasak luar yang buntu lebih rumit karena gerakan pahatnyaterbatas. Untuk itu harus dibuat pengerjaan awal pada mesin bor atau frais. Batasalur pasak harus dibuat dengan cara membuat lubang dengan end mill sesuai denganukuran lebar dan dalamnya alur. Agar pajang langkah terbatas, maka harus diaturterlebih dahulu sesuai dengan panjang alur. Penyekrapan dapat dilakukan bertahapapabila lebar alur melebihi lebar pahat yang digunakan.

280

281

BAB 10MENGENAL PROSES GERINDA

(GRINDING)

282

Kemampuan menajamkan alat potong dengan mengasahnya dengan pasir ataubatu telah ditemukan oleh manusia primitif sejak beberapa abad yang lalu. Alatpengikis digunakan untuk membuat batu gerinda pertama kali pada zaman besi

dan pada perkembangannya dibuat lebih bagus untuk proses penajaman. Di awal tahun1900-an, penggerindaan mengalami perkembangan yang sangat cepat seiring dengankemampuan manusia membuat butiran abrasive seperti silikon karbida dan aluminiumkarbida. Selanjutnya dikembangkan mesin pengasah yang lebih efektif yang disebutmesin gerinda. Mesin ini dapat mengikis permukaan logam dengan cepat danmempunyai tingkat akurasi yang tinggi sesuai dengan bentuk yang diinginkan.

Mesin gerinda adalah salah satu mesin perkakas yang digunakan untukmengasah/memotong benda kerja dengan tujuan tertentu. Prinsip kerja mesin gerindaadalah batu gerinda berputar bersentuhan dengan benda kerja sehingga terjadipengikisan, penajaman, pengasahan, atau pemotongan.

Gambar 10.1 Mesin gerinda silindris

A. Jenis-Jenis Mesin Gerinda1. Mesin Gerinda Datar

a. PengertianPenggerindaan datar adalah suatu teknik penggerindaan yang mengacu

pada pembuatan bentuk datar, bentuk dan permukaan yang tidak rata padasebuah benda kerja yang berada di bawah batu gerinda yang berputar.

Pada umumnya mesin gerinda digunakan untuk penggerindaan permukaanyang meja mesinnya bergerak horizontal bolak-balik.

Benda kerja dicekam pada kotak meja magnetik, digerakkan maju mundurdi bawah batu gerinda. Meja pada mesin gerinda datar dapat dioperasikan secaramanual atau otomatis. Berdasarkan sumbu utamanya, mesin gerinda datar dibagimenjadi 4 macam.1) Mesin gerinda datar horizontal dengan gerak meja bolak-balik. Mesin gerinda

ini digunakan untuk menggerinda benda-benda dengan permukaan ratadan menyudut (lihat Gambar 10.3).Mesin gerinda datar horizontal dengan gerak meja berputar, mesin jenis inidipergunakan untuk menggerinda permukaan rata poros (lihat Gambar 10.4).

283

Gambar 10.6 Mesin gerinda datar vertical-gerak meja berputar

Mesin gerinda datar vertical dengan gerak meja bolak-balik, mesin jenis inidigunakan untuk menggerinda benda-benda berpermukaan rata, lebar, danmenyudut (lihat Gambar 10.5).

2) Mesin gerinda datar vertical dengan gerak meja berputar, mesin jenisini dipergunakan untuk menggerinda permukaan rata poros (lihatGambar 10.6).

Gambar 10.2 Mesin gerinda datar Gambar 10.3 Gerinda datarhorizontal-meja bolak-balik

Gambar 10.4 Mesin gerinda datarhorizontal-gerak meja berputar

Gambar 10.5 Mesin gerinda datar vertical-gerak meja bolak-balik

Berdasarkan prinsip kerjanya mesin gerinda datar dibagi menjadi dua macam.1) Mesin gerinda datar semi otomatis, proses pemotongan dapat dilakukan

secara manual (tangan) dan otomatis mesin.2) Mesin gerinda datar otomatis, proses pemotongan diatur melalui program

(NC/Numerical Control dan CNC/Computer Numerically Control).

284

Gambar 10.8 Meja magnet listrik

b. Bagian-Bagian Utama Mesin Gerinda Datar

Gambar 10.7 Mesin gerinda datar

Keterangan Gambar 10.7:1) Spindel pemakanan batu gerinda

Penggerak pemakanan batu gerinda.2) Pembatas langkah meja mesin3) Sistem hidrolik

Penggerak langkah meja mesin.4) Spindel penggerak meja mesin naik turun5) Spindel penggerak meja mesin kanan-kiri6) Tuas pengontrol meja mesin7) Panel kontrol

Bagian pengatur prises kerja mesin.8) Meja mesin

Tempat dudukan benda kerja yang akan digerinda.9) Kepala utama

Bagian yang menghasilkan gerak putar batu gerinda dan gerakan pemakanan.

Proses pencekaman benda kerja menggunakan meja magnet listrik,sebagai berikut.a) Permukaan meja magnet dibersihkan dan magnet dalam posisi OFF.

Benda kerja diletakkan pada permukaan meja magnet dan diatur padaposisi garis kerja medan magnet.

b) Pencekaman menggunakan prinsip elektromagnetik. Batangan-batanganyang di ujungnya diatur sehingga menghasilkan kutub magnet utaradan selatan secara bergantian bila dialiri arus listrik.

c. Perlengkapan mesin gerinda Datar1) Meja magnet listrik

Pencekaman terjadi akibat adanya medan magnet yang ditimbulkan olehaliran listrik (lihat Gambar 10.8). Pada mesin gerinda datar yang berfungsisebagai pencekam benda kerja adalah meja mesin gerinda itu sendiri.

285

c) Supaya aliran medan magnet melewati benda kerja digunakan logamnonferro yang disisipkan pada plat atas pencekam magnet.

d) Melepas benda kerja dilakukan dengan memutuskan aliran listrik yangmenuju pencekam magnet dengan menggunakan tombol on/off.

2) Meja magnet permanenPencekaman terjadi akibat adanya magnet permanen yang terdapat

pada pencekam (lihat Gambar 10.9). Pada mesin gerinda jenis ini, magnetyang mengaliri meja bersifat permanen, proses pencekaman benda kerjamenggunakan mesin yang dilengkapi dengan meja jenis ini hampir samadengan proses pencekaman benda kerja pada mesin gerinda datar padaumumnya. Akan tetapi, ada beberapa hal yang membedakan mesin jenis inidengan mesin gerinda pada umumnya.

Perbedaan tersebut sebagai berikut.a) Perbedaannya terletak pada sumber magnet yang telah dimiliki, tanpa

menggunakan aliran arus listrik (lempengan magnet permanen).b) Lempengan-lempengan magnet permanen terletak di antara logam anti

magnet yang dipasang di antara plat atas dan bawah.c) Plat atas mempunyai plat sisipan anti magnet yang berfungsi mengarahkan

aliran medan magnet.d) Posisi tuas ”ON”, posisi lempengan magnet sebidang dengan kutub

sisipan di plat atas. Medan magnet mengalir dari kutub selatan ke kutubluar (plat atas) dan melewati benda kerja diteruskan ke kutub utara danplat bawah sehingga benda kerja akan tercekam.

e) Benda kerja diatur pada posisi garis kerja aliran medan magnet yangterdapat pada pencekam magnet.

f) Posisi tuas ”OFF”, aliran magnet dipindahkan karena lempengan mag-net dan sisipan tidak segaris kerja aliran medan magnet. Plat atas dansisipan akan menutupi aliran yang menuju ke benda kerja sehinggabenda kerja tidak tercekam.

3) Ragum mesin presisiPencekaman menggunakan ragum mesin presisi adalah benda kerja yangsemua bidang digerinda, di mana antara satu dengan yang lainnya salingtegak lurus dan sejajar (lihat Gambar 10.10).

Adapun proses pengikatan/pencekaman benda kerja menggunakanragum presisi sebagai berikut.a) Permukaan benda kerja yang dijepit oleh ragum ini menghasilkan bidang

yang akan tergerinda dengan kesikuan dan kesejajaran yang baik.

Gambar 10.9 Meja magnet permanen

Gambar 10.10 Ragum mesin presisi

286

Gambar 10.13 Blok penghantar magnet

b) Ragum dicekam dengan menggunakan pencekam magnet dalam posisiyang bisa dirubah-rubah sesuai dengan penggerindaan yang diinginkan.Bidang-bidang dari ragum digunakan sebagai bidang dasar dan penahan.

c) Permukaan bidang pencekam dan yang tercekam harus bersih dari kotoran-kotoran yang mengganggu pencekaman dan ketelitian penggerindaan.

d) Untuk menggerinda benda kerja tegak lurus, ragum diputar 90° tanpaharus membuka penjepitan benda kerja, dengan syarat permukaanbenda kerja lebih tinggi dari permukaan rahang ragum.

4) Meja sinusMeja sinus dapat digunakan untuk mencekam benda kerja dalam

penggerindaan yang membentuk sudut dengan ketelitian mencapai detik(lihat Gambar 10.11).

Adapun proses pencekaman benda kerja dengan ragum sinus sebagai berikut.a) Meja ini dicekam pada meja magnet.b) Kemiringan sudut yang dikehendaki diatur dengan cara mengganjal pada

bagian bawah memakai slip-gauges.c) Benda kerja dipasang pada bidang atas meja sinus dengan sistem

pencekaman meja magnet.5) Meja sinus universal

Meja sinus universal digunakan untuk membentuk sudut ke arah vertikaldan ke arah horizontal (lihat Gambar 10.12).

Gambar 10.12 Meja sinus universal

Gambar 10.11 Ragum sinus

6) Blok penghantar magnetBerfungsi untuk meneruskan aliran medan magnet dari sumber magnet kebenda kerja. Ada tiga bentuk standar blok penghantar, yaitu persegi, segitigadan alur V, atau Blok V (lihat Gambar 10.13).

7) Pencekaman khususa) Blok penghantar medan magnet (packing berlapis), digunakan untuk

mencekam benda kerja yang tidak memungkinkan dicekam langsungpada meja magnet.

287

d. Proses Penggerindaan1) Pemilihan batu gerinda

Ada beberapa faktor yang perlu dipertimbangkan dalam pemilihan batugerinda yang akan dipergunakan pada proses penggerindaan, antara lainsebagai berikut.a) Sifat fisik benda kerja, menentukan pemilihan jenis butiran abrasive.

Tegangan tarik tinggi – AL2O3, tegangan tarik rendah – SiC, Boronnitrid dan intan.

b) Banyaknya material yang harus digerinda dan hasil akhir yangdiinginkan, menentukan pemilihan ukuran butiran abrasive.

c) Busur singgung penggerindaan (Gambar 10.15).Busur singgung besar → Batu gerinda lunak.Busur singgung kecil → Batu gerinda keras.

Gambar 10.15 Busur singgung

Gambar 10.14 Dresser

b) Blok penghantar medan magnet beralur V, digunakan untuk mencekambenda kerja menyudut dengan sudut istimewa.

8) Pengasah batu gerinda (dresser)Dresser digunakan untuk mengasah batu gerinda (lihat Gambar 10.14). Adapuncara penggunaan dresser untuk mengasah batu gerinda sebagai berikut.a) Dresser diletakkan di atas meja magnet tepat di bawah batu gerinda,

sesuai tempat batu gerinda yang akan diasah.b) Sentuhkan batu gerinda pada dresser dengan menaikkan meja mesin

sedikit saja.c) Saat menggerinda jangan lupa hidupkan pendingin agar batu gerinda

tidak terjadi panas berlebih.d) Dressing dilakukan satu kali langkah sudah cukup untuk membersihkan

batu gerinda dan menajamkanya.

d) Kekerasan batu gerindaAda beberapa faktor yang mempengaruhi tingkat kekerasan batu gerinda.1) Konstruksi mesin.2) Kecepatan potong benda kerja.

Kecepatan potong adalah faktor yang berubah-ubah danmempengaruhi dalam pemilihan tingkat kekerasan batu gerinda.

e) Kecepatan putar batu gerinda.Secara teoritis kecepatan putar batu gerinda dapat dihitung meng-gunakan rumus:

Busur singgung kecil Busur singgung besar

288

n = c 1.000 60Vd

× ×π ×

Di mana:n = kecepatan putar (rpm)Vc = kecepatan potong (m/det)d = diameter batu gerinda (mm)

Contoh 1:Sebuah batu gerinda berdiameter 120 mm, akan bekerja dengan kecepatanpotong 20 m/det. Hitung berapa kecepatan putar batu gerinda mesin tersebut!Jawab:

n = c 1.000 60Vd

× ×π × =

20 m/det 1.000 603,14 120 mm

× ×× = 3.185 rpm

Contoh 2:Sebuah batu gerinda berdiameter 275 mm mempunyai kecepatan putar batugerinda 1700 rpm, hitung kecepatan potong batu gerinda!Jawab:

Vc = 1.000 60p d n× ×

× = 3,14 275 mm 1.700 rpm

1.000 60× ×

× = 25 m/det

e. Mengoperasikan Mesin Gerinda Datar1) Tekan sakelar utama (main switch) pada posisi ON untuk menghidupkan

mesin. Sakelar utama ini berfungsi untuk menghubungkan aliran listrik darijala-jala listrik dengan mesin (lihat Gambar 10.16).

2) Tekan sakelar pengendali sistem hidrolik, sakelar ini akan meneruskan arusdari sakelar utama, untuk menghidupkan pompa hidrolik. Tenaga yangdihasilkan dari sistem hidrolik pada mesin ini, digunakan untukmenggerakkan meja mesin ke arah melintang (Gambar 10.16).

3) Tekan tombol ON pada panel utama, sehingga motor batu gerinda akanberputar, hasil putaran motor inilah yang akan menggerakkan batu gerinda(Gambar 10.16).

f. Gerakan Utama Mesin Gerinda DatarPrinsip kerja utama dari mesin gerinda datar adalah gerakan bolak-balik bendakerja, dan gerak rotasi dari tool. Dilihat dari prinsip kerja utama mesin tersebut,mesin gerinda datar secara garis besar mempunyai tiga gerakan utama, yaitu:1) Gerak putar batu gerinda.2) Gerak meja memanjang dan melintang.3) Gerak pemakanan.

Gambar 10.16 Sakelar mesin gerinda

289

g. Metode PenggerindaanPada proses kerja pemesinan gerinda datar, ada dua metode penggerindaan

yang sering dilakukan. Selain dirasa lebih efisien, metode tersebut jugamempermudah operator mesin dalam mensetting pergerakan mesin, selain itukedua metode tersebut secara teoritis juga disesuaikan dengan bentuk (con-tour) dari benda kerja.

Adapun metode penggerindaan yang sering digunakan sebagai berikut.1) Penggerindaan keliling

Metode penggerindaan ini sangat cocok untuk penggerindaanpermukaan, alur dan pasak. Dengan metode penggerindaan keliling ini,sebelum mesin kita jalankan, kita perlu mengatur langkah pergerakan mesin.Langkah pergerakan mesin bisa kita atur dengan cara sebagai berikut.a) Pengaturan langkah meja pada penggerindaan keliling

Pengaturan langkah meja adalah menentukan jarak gerakan memanjangmeja, yaitu jarak bebas sebelum proses pemakanan benda kerja danjarak setelah pemakanan benda kerja.Dari gambar ilustrasi di samping (lihat Gambar 10.19) panjang gerakanmemanjang meja mesin gerinda datar (L), secara teoritis bisa dihitungmenggunakan rumus:

L = l + (2.15) mmDi mana:L = panjang gerak memanjang (mm)l = panjang benda kerja (mm)15 = jarak ujung batu gerinda terhadap ujung benda kerja (mm)

Gambar 10.17 Gerak arah meja

Gambar 10.18 Langkah memanjang

Gambar 10.19 Panjang langkah melintang

b) Pengaturan langkah gerak melintangPengaturan langkah gerak melintang meja adalah menentukan jarakgerakan melintang meja, yaitu jarak bebas sebelum proses pemakananbenda kerja dan jarak setelah pemakanan benda kerja.

290

Dari Gambar ilustrasi di atas (lihat Gambar 10.20) jarak melintang darimesin gerinda datar bisa dihitung menggunakan rumus:

c = A + (4/3 . b) mmDi mana:c = panjang gerak melintang (mm)A = lebar benda kerja (mm)b = tebal batu gerinda (mm)

c) Menghitung waktu kerja mesinWaktu kerja mesin adalah waktu yang dibutuhkan oleh mesin untuk

menyelesaikan satu proses penggerindaan. Waktu kerja mesin bisadihitung dengan menggunakan rumus:

tm = 2

1.000L i

v× ×× (waktu pengerindaan tanpa pemakanan ke)

tm = 2

1.000L B i

v s× × ×× × (waktu pengerindaan dengan pemakanan ke)

Di mana:l = panjang benda kerja (mm)L = panjang penggerindaan (mm)i = jumlah pemakananv = kecepatan gerak meja (m/menit)b = tebal benda kerja (mm)B = tebal penggerindaan/B = b (mm)s = pemakanan menyamping (mm/langkah)Agar lebih jelas perhatikan Gambar 10.20 berikut ini beserta contoh-

contoh soal.

Contoh:Sebuah besi kotak, panjang 190 mm dan lebar 150 mm yang akan digerinda.Dengan jumlah pemakanan 4 kali, lebar batu gerinda 20 mm, pemakananke samping 6 mm/langkah, kecepatan gerak meja 2 m/menit. Hitung waktupenggerindaan!Jawab:B = b = 150 mm;L = l + 2 × 5 mm = 190 + 10 mm = 200 mm

tm = 2

1.000L B i

v s× × ×× × =

2 200 mm 150 mm 42 m/menit 1.000 6 mm× × ×

× × = 20 menit

2) Penggerindaan muka (depan)Penggerindaan muka/depan memiliki keuntungan lebih jika dibandingkandengan penggerindaan keliling. Penggerindaan muka secara teoritis memilikiwaktu mesin yang lebih cepat dibandingkan penggerindaan keliling. Hal inibisa kita lihat dengan perhitungan berikut ini.

Gambar 10.20 Penggerindaan keliling

291

Contoh:Sebuah besi kotak memiliki panjang 750 mm yang akan digerinda dengan 4kali pemakanan. Kecepatan gerak meja 2 m/menit. Hitung waktupenggerindaan!Jawab:L = l + diameter batu gerindaL = 750 mm + 150 mm = 900 mm

tm = 2

1.000L B i

v s× × ×× × =

2 900 mm 42 m/menit 1.000

× ×× = 3,6 menit

2. Mesin gerinda Silindrisa. Pengertian

Mesin gerinda silindris adalah alat pemesinan yang berfungsi untuk membuatbentuk-bentuk silindris, silindris bertingkat, dan sebagainya. Berdasarkankonstruksi mesinnya, mesin gerinda silindris dibedakan mejadi menjadi empatmacam.1) Gerinda silindris luar

Mesin gerinda silindris luar berfungsi untuk menggerinda diameter luar bendakerja yang berbentuk silindris dan tirus.

2) Mesin gerinda silindris dalamMesin gerinda silindris jenis ini berfungsi untuk menggerinda benda-bendadengan diameter dalam yang berbentuk silindris dan tirus.

3) Mesin gerinda silinder luar tanpa center (centreless)Mesin gerinda silindris jenis ini digunakan untuk menggerinda diameter luardalam jumlah yang banyak/massal baik panjang maupun pendek.

Gambar 10.21 Penggerindaan muka

Gambar 10.23 Gerinda silindris dalam

Gambar 10.22 Gerinda silindris luar

292

4) Mesin gerinda silindris universalSesuai namanya, mesin gerinda jenis ini mampu untuk menggerinda bendakerja dengan diameter luar dan dalam baik bentuk silindris.

Gambar 10.26 Mesin gerinda silindris

Gambar 10.25 Gerinda silindris universal

Gambar 10.24 Gerinda silindris luar tanpa center

b. Bagian-Bagian Utama Mesin Gerinda Silindris

Keterangan gambar:1) Kepala utama

Bagian yang menghasilkan gerak putar batu gerinda.2) Spindel utama benda kerja (workhead)

Bagian yang mengatur kecepatan putar dan pencekaman benda kerja.3) Kaki mesin

Sebagai pendukung mesin.4) Panel kontrol

Bagian pengatur proses kerja mesin.5) Meja bawah

Dudukan meja atas.6) Meja atas

Tempat dudukan kepala lepas di spindel utama benda kerja dan dapat diatur sudutnya.7) Kepala lepas (tailstock)

Menyangga benda kerja pada pencekaman di antara dua senter.8) Perlengkapan pendingin

Tempat pengatur aliran cairan pendingin.

293

c. Perlengkapan Mesin Gerinda Silindris1) Cekam rahang tiga

Cekam rahang tiga universal ini digunakan untuk mencekam benda kerja padasaat penggerindaan. Cekam ini dihubungkan langsung dengan motor penggerak.

2) ColletCollet pada mesin gerinda silinder ber-fungsi untuk mencekam benda kerjadengan permukaan yang halus.

3) Face PlateFace plate pada mesin gerinda silinder digunakan untuk menggerindapermukaan diameter dalam benda kerja. Face plate juga bisa berfungsisebagai pengganti ragum (chuck).

4) Pembawa (lathe dog)Pembawa pada mesin gerinda silindris digunakan untuk mencekam bendakerja pada pencekaman di antara dua senter.

5) Senter dengan ulirPada mesin gerinda silinder alat ini berfungsi sebagai senter penyanggadan dipasang pada spindel utama benda kerja untuk pencekaman di antaradua senter.

Gambar 10.27 Cekam rahang tiga

Gambar 10.28 Collet

Gambar 10.29 Face plate

Gambar 10.30 Pembawa

Gambar 10.31 Senter dengan ulir

294

Gambar 10.35 Penyangga

Gambar 10.36 Dresser

6) Senter tanpa ulirSenter tanpa ulir ini berfungsi sebagai penumpu benda kerja.

7) Cekam magnetCekam magnet pada mesin ini berfungsi untuk mengikat benda kerjaberdiameter agak besar tetapi pendek. Cekam magnet ini mempunyai prinsipkerja yang hampir sama dengan meja pada mesin gerinda datar.

8) Dial indicatorDial indicator pada mesin ini digunakan untuk mengoreksi kemiringan meja mesin.

9) Penyangga tetap (fix steady)Penyangga tetap ini berfungsi untuk menumpu benda kerja yang cukup

panjang, pada saat proses penggerindaan.

10) Pengasah batu gerinda (dresser)Dresser digunakan untuk mengasah batu gerinda. Dresser ada dua

macam, yaitu dresser dengan intan tunggal dan dresser dengan butiranintan yang disatukan.

Gambar 10.32 Senter tanpa ulir

Gambar 10.33 Cekam magnet

Gambar 10.34 Dial indicator

295

d. Pencekaman Benda Kerja pada Mesin Gerinda SilindrisPencekaman adalah proses pengikatan benda kerja sebelum proses

pengerjaan, pengikatan ini bertujuan agar pada saat proses pengerjaan, bendakerja tidak lepas karena adanya putaran mesin. Berikut ini cara pencekamanbenda kerja, dengan menggunakan alat cekam yang support dengan mesingerinda silindris.Memasang dan melepas benda kerja pada sistem pencekaman cekam rahangtigaa) Untuk menghindari kerusakan ulir spindel utama benda kerja dan cekam,

bersihkan ulir dengan baik.b) Tekan pena pengunci ketika memasang cekam, agar spindel utama tidak

berputar (Gambar 10.37).

c) Cekam rahang tiga dipasang pada spindel utama benda kerja dengan caramemutar searah jarum jam (Gambar 10.38).

d) Kunci ring pengikat pada leher cekam dengan kuat untuk menghindarilepasnya cekam pada saat motor dijalankan (lihat Gambar 10.39).

e) Memasang benda kerja dapat dilakukan dengan memutar lubang kunci cekamsearah jarum jam dan sebaliknya untuk melepasnya (Gambar 10.40).

Memasang dan melepas benda kerja pada sistem pencekaman di antaradua sentera) Lubang poros spindel utama benda kerja, senter, dan lubang poros kepala

lepas harus dibersihkan dengan baik.b) Senter dipasang pada spindel utama benda kerja dan kepala lepas.

Kemudian pasang pin pembawa pada poros spindel utama benda kerja(Gambar 10.41 ).

Gambar 10.38 Cekam rahang tiga

Gambar 10.39 Kunci ring leher cekam

Gambar 10.40 Melepas benda kerja

Gambar 10.37 Pena pengunci

296

c) Benda kerja diikat salah satu ujungnya dengan mengunakan alat pembawa(Lathe dogg) (Gambar 10.42).

d) Jarak antara senter spindel utama benda kerja dan senter kepala lepas harusdiatur lebih pendek (±10 mm) dari panjang benda kerja (Gambar 10.43).

e) Untuk menghindari panas akibat gesekan, lumasi kedua lubang senter bendakerja dengan oli (lihat Gambar 10.44).

f) Pemasangan benda kerja di antara dua senter dengan cara tuas pengaturpegas ditarik sehingga benda kerja dapat terpasang di antara dua senter.Perhatikan posisi alat pembawa (lihat Gambar 10.45).

g) Untuk melepas benda kerja dari cekaman dapat dilakukan dengan caramemegang benda kerja dengan tangan kemudian tuas pengatur tekanansenter ditarik sehingga benda kerja terbebaskan dari pencekaman (lihatGambar 10.46).

Gambar 10.42 Pencekaman lathe-dog

Gambar 10.43 Pengaturan jarak

Gambar 10.44 Pelumasan

Gambar 10.45 Pemasangan benda kerja

Gambar 10.46 Pelepasan benda kerja

Gambar 10.41 Pemasangan senter kepala lepas

297

Memasang dan melepas benda kerja pada sistem pencekaman colleta) Memilih collet dengan toleransi ukuran benda kerja uang akan dicekam.

Membersihkan collet, lubang poros spindel utama benda kerja dengan baik.b) Pemasangan collet dapat dilakukan dengan cara menempatkan alur pasak

pada collet dengan pasak yang terdapat pada lubang poros spindel utamabenda kerja sehingga collet dapat masuk ke dalam lubang poros spindelutama benda kerja (lihat Gambar 10.47).

c) Benda kerja dimasukkan pada lubang pedekaman collet semaksimalmungkin. Kemudian pasang batang penarik (drawbar), kunci poros spindelutama benda kerja, dan putar batang penarik sampai benda kerja tercekamdengan baik (lihat Gambar 10.48).

d) Melepas pencekaman benda kerja dapat dilakukan dengan mengendor-kan batang penarik (Gambar 10.49).

Memasang dan melepas benda kerja pada sistem pencekaman magneta) Pemasangan cekam magnet sama dengan pemasangan cekam rahang tiga.b) Pencekam magnet diatur pada posisi OFF (Gambar 10.50).

c) Atur posisi benda kerja di tengah-tengah pencekam magnet dan aturpencekam magnet pada posisi ON (Gambar 10.51).

Gambar 10.47 Penempatan

Gambar 10.48 Pencekaman pada collet

Gambar 10.49 Pelepasan pencekaman

Gambar 10.50 Pencekaman magnet

Gambar 10.51 Pencekaman benda kerja

298

Gambar 10.55 Penggunaan dial indicator

Gambar 10.56 Pelepasan benda kerja

d) Untuk mendapatkan kesumbuan benda kerja yang baik, gunakan dial indi-cator (Gambar 10.52).

e) Melepas benda kerja tangan, kemudian atur pencekam pada posisi OFF(lihat Gambar 10.53).

Memasang dan melepas benda kerja pada sistem pencekaman platpencekam (face-plate)a) Pemasangan plat pencekam sama dengan pemasangan cekam rahang tiga.b) Pencekaman benda kerja dilakukan dengan cara menempatkan benda kerja

di permukaan plat cekam dengan menggunakan klem, mur serta baut yangterdapat pada alur ”T” pada plat cekam (lihat Gambar 10.54).

c) Untuk mendapatkan kesenteran benda kerja yang baik, gunakan dial indi-cator (Gambar 10.55).

d) Melepas benda kerja dilakukan dengan cara mengendorkan mur-mur dan klempencekam sehingga benda kerja terlepas dari pencekaman (lihat Gambar 10.56).

Gambar 10.52 Penggunaan dial indicator

Gambar 10.53 Pelepasan

Gambar 10.54 Pencekaman benda kerja

299

e. Proses Pemesinan1) Pemilihan batu gerinda

Ada beberapa faktor yang perlu dipertimbangkan dalam pemilihan batugerinda yang akan digunakan, antara lain sebagai berikut.a) Sifat fisik benda kerja, menentukan pemilihan jenis butiran abrasive.

Tegangan tarik tinggi – AL2O3, tegangan tarik rendah – SiC, Boronnitrid dan intan.

b) Banyaknya material yang harus dipotong dan hasil akhir yang diinginkan,menentukan pemilihan ukuran butiran abrasive.

c) Busur singgung penggerindaanBusur singgung besar → Batu gerinda lunak.Busur singgung kecil → Batu gerinda keras.

2) Faktor yang mempengaruhi tingkat kekerasan batu gerindaa) Kecepatan putar batu gerinda.b) Kecepatan potong benda kerja.c) Konstruksi mesin.Kecepatan potong adalah faktor yang berubah-ubah dan mempengaruhidalam pemilihan tingkat kekerasan batu gerinda.

f. Perhitungan Teoritis pada Mesin Gerinda Silindris1) Menghitung kecepatan putar batu gerinda

Kecepatan putar batu gerinda secara teoritis dapat dihitung dengan rumus:

n = c 1.000 60vd

× ××π (rpm)

Di mana:n = kecepatan putar (rpm)Vc = kecepatan potong (m/det)d = diameter batu gerinda (mm)Contoh:Sebuah batu gerinda dengan diameter 100 mm, kecepatan potong10 m/det. Hitung kecepatan putar batu gerinda!Jawab:

n = c 1.000 60vd

× ××π =

10 m/det 1.000 603,14 100 mm

× ×× = 1.910 rpm

2) Menghitung kecepatan putar benda kerjaKecepatan putar benda kerja secara teoritis dapat dihitung dengan

rumus:

nw = w 1.000vd

××π (rpm)

Di mana:nw = kecepatan putar benda kerja (rpm)Vw = kecepatan potong benda kerja (m/mnt)d = diameter benda kerja (mm)

Contoh:Sebuah poros dengan diameter 50 mm yang akan digerinda dengankecepatan potong 15m/menit. Hitung kecepatan putar batu gerinda!

300

Gambar 10.58 Langkah mengoperasikan mesin gerinda silindris

Gambar 10.57 Gerak pemakanan

Jawab:

nw = w 1.000vd

××π =

15 m/det 1.0003,14 20 mm

×× = 239 rpm

3) Menghitung kecepatan gerak meja (feeding) pada mesin gerindasilindrisKecepatan gerak meja mesin gerinda silindris secara teoritis dapat dihitungdengan rumus:

Ls = nw × sDi mana:Ls = kecepatan gerak meja (m/mnt)nw = kecepatan putar benda kerja (rpm)S = kecepatan pemotongan setiap putaran benda kerja (m/putaran).

Contoh:Sebuah poros akan digerinda dengan kecepatan putar benda kerja250 rpm, kecepatan pemotongan setiap putaran 0,02 m/putaran. Hitungkecepatan gerak meja!Jawab:Ls = nw × s = 250 rpm × 0,02 m/putaran = 5 m/menit

g. Mengoperasikaan Mesin Gerinda Silindris

1) Sakelar utamaLangkah pertama sakelar utama di-”ON”-kan pada saat akan menghidupkan mesin.Bagian ini berfungsi menghubungkan aliran listrik dari jala-jala listrik ke mesin.

2) Spindel gerakan mejaAtur spindel gerakan meja dengan memutar searah putaran jarum jam, aturpanjang langkah meja sesuai panjang benda kerja, maka secara otomatisporos spindel utama benda kerja berputar.

301

3) Tombol batu gerindaTekan sakelar batu gerinda untuk menggerakkan batu gerinda.

4) Spindel meja melintangPutar spindel meja melintang untuk melakukan pemakanan penggerindaan.

h. Gerakan-gerakan utamaMesin gerinda silindris memiliki empat gerakan utama pada saat beroperasi.1) Gerak meja memajang.2) Gerak putar benda kerja.3) Gerak putar batu gerinda.4) Gerak pemakanan.

i. Aksi pemotonganAdalah aksi yang timbul pada saat batu gerinda yang berputar menyentuhpermukaaan benda kerja. Aksi pemotongan dilakukan oleh beribu-ribu sisi potongbutiran pemotong dengan putaran tinggi.

j. Metode Penggerindaan pada Mesin Gerinda Silindris1) Penggerindaan diameter luar

a) Penggerindaan memanjang diameter luar silindris di antara dua senter.Langkah meja pada saat pengerjaan benda kerja dengan metode ini,secara teoritis dapat dihitung dengan rumus:L = l + 2/3 · bDi mana:L = panjang gerak meja mesinl = panjang benda kerjab = tebal batu gerinda

b) Penggerindaan tegak lurus, digunakan pada penggerindaan silindris,konis, dan bertingkat. Panjang bidang yang akan digerinda tidak melebihitebal batu gerinda. Pada penggerindaan ini tidak ada gerakanmemanjang (Gambar 10.60).

c) Penggerindaan bentuk, prinsipnya sama dengan penggerindaan tegaklurus, perbedaannya terletak pada bentuk batu gerinda yang dibentuk(Gambar 10.61).

d) Penggerindaan tirus luarPenggerindaan ini dilakukan dengan cara menggeser meja bagian atas.Pergeseran maksimum 12°. Penggerindaan dilakukan sepertipenggerindaan silindris memanjang (Gambar 10.62).

Gambar 10.60 Penggerindaan tegak lurus

Gambar 10.59 Penggerindaan memanjangdiameter luar silindris di antara dua senter

Gambar 10.61 Penggerindaan bentuk

302

Gambar 10.65 Penggerindaan dalam dengan benda kerja diam

Gambar 10.66 Penggerindaan muka

2) Penggerindaan diameter dalama) Penggerindaan diameter dalam dengan benda kerja berputar.

Prinsipnya sama dengan penggerindaan diameter luar. Diameter rodagerinda tidak boleh lebih besar dari ¾ lubang diameter benda kerja.Spindel khusus dipasang pada kepala utama (Gambar 10.63).

b) Penggerindan tirus dalam, dilakukan dengan cara menggeser mejasebesar sudut ketirusan ( 2

α ).Penggerindaan ini bisa dilakukan jika sudut ketirusan maksimal bendakerja kurang dari 12° (Gambar 10.64).

c) Penggerindaan dalam dengan benda kerja diam.Penggerindaan ini dilakukan jika ukuran dan bentuk benda kerja terlalubesar dan tidak dapat dicekam (lihat Gambar 10.65).

3) Penggerindaan mukaPenggerindaan ini dilakukan untuk menggerinda muka (facing) sebuahsilinder. Sebelum proses penggerindaan dimulai, batu gerinda harus ditruing1° ke arah pusat, meja diatur tepat 90°, sehingga akan menghasilkanpermukaan yang tegak lurus terhadap sisi memanjang diameter benda kerja.

Gambar 10.62 Penggerindaan tirus luar

Gambar 10.64 Penggerindan tirus dalam

Gambar 10.63 Penggerindaan dalam dengan benda kerja berputar

303

k. Media PendinginMedia pendingin pada mesin gerinda biasa disebut collant. Collant ini berupa cairanyang disemprotkan mesin pada benda kerja yang digerinda dan pada batu gerinda.1) Tujuan pedinginan

a) Mendinginkan panas yang timbul pada benda kerja.b) Membersihkan permukaan batu gerinda dari kotoran yang menempel.

2) Syarat-syarat pendinginana) Mampu menyerap panas dengan baik.b) Tidak mudah panasc) Mempunyai tingkat kekentalan rendah (viscositas rendah).d) Tidak mengandung asam.

3) Jenis-jenis pendingina) Soluble oil

Oli tambang dengan bahan tambah, bila dicampur dengan air akanterbentuk suatu campuran yang berwarna putih seperti susu. Tipe oliyang ditemukan di pasaran, Dromus D dan E produksi SHELL.

b) Pendingin campuran kimiaCampuran kimia yang mengandung sodium nitrite, triethanolamine, dansodium mercaptobenzothiazole. Pendingin ini mempunyaikeseimbangan yang baik, pelindung karat yang baik dan mempunyaisifat tembus pandang. Contoh: BP, ENERGOL GF15.

4) Cara-cara pendinginan yang baika) Posisi nozle harus dapat diatur sehingga cairan pendingin dengan tepat

menyemprot pada benda kerja dan alat potong.b) Sirkulasi dan sistem penyaringan pendingin harus dapat menjamin

keseimbangan cairan pendingin.l. Keselamatan Kerja Gerinda

Ada beberapa faktor yang harus diperhatikan agar dalam melakukan pengerjaan gerindaaman. Maksud aman di sini aman bagi operator mesin dan mesin gerinda itu sendiri.1) Periksa batu gerinda apakah ada retakan sebelum dipasang.2) Lakukan pengetesan batu gerinda untuk kesenteran sumbunya.3) Lakukan uji coba putaran sebelum digunakan.4) Jangan melebihi kecepatan putar yang diizinkan.5) Gunakan kacamata pengaman.6) Saat menggerinda pada gerinda duduk, dudukan benda kerja harus berjarak

2 mm dari batu gerinda, jika tidak benda kerja akan masuk di antara dudukandan batu gerinda sehingga dapat merusak batu gerinda.

7) Selama melakukan penggerindaan kering, beram harus disingkirkan.8) Jangan membuka tutup pengaman.9) Jangan menyentuh batu gerinda yang berputar.

B. Batu Asah/Batu gerindaBatu gerinda banyak digunakan di bengkel-bengkel pengerjaan logam. Batu gerinda

sebetulnya juga menyayat seperti penyayatan pada pisau milling, hanya penyayatannyasangat halus, dan tatalnya tidak terlihat seperti milling. Tatal hasil penggerindaan inisangat kecil seperti debu.

Gambar 10.67 Batu gerinda

304 Gambar 10.71 Boron Nitrit

Dari berbagai bentuk batu gerinda sebenarnya bahan utamanya hanya terdiri daridua jenis pokok, yaitu butiran bahan asah/pemotong(abrasive) dan perekat (bond).Fungsi batu gerinda sebagai berikut.1. Untuk penggerindaan silindris, datar dan profil.2. Menghilangkan permukaan yang tidak rata.3. Untuk pekerjaan finishing permukaan.4. Untuk pemotongan.5. Penajaman alat-alat potong.1. Jenis-Jenis Butir Asahan (Abrasive)

a. Alumunium Oxide (Al2O3)

Merupakan jenis yang paling banyak digunakan sebagai bahan pembuatan roda/batu gerinda. Bahan ini dipergunakan untuk menggerinda benda kerja yangmempunyai tegangan tarik tinggi. Misalnya baja carbon, baja paduan, HSS.Simbol: A (Gambar 10.68).

b. Silicon Carbida (SiC)Merupakan bahan yang sangat keras, kekerasannya mendekati intan. Digunakanuntuk menggerinda benda kerja bertegangan tarik rendah. Misalnya, besi tuangkelabu, grafit, aluminium, kuningan, dan carbida. Simbol: C.

c. Diamond (Intan)Bahan asah yang sangat keras, digunakan untuk menggerinda benda kerjadengan kekerasan sangat tinggi. Contohnya carbida semen, keramik, kaca,granit, marmer, batu permata. Simbol: D.

d. Boron Nitride (BN)Bahan ini digunakan untuk menggerinda benda kerja yang sangat keras. Kristalbahan ini berbentuk kubus. Contoh: baja perkakas dengan kekerasan di atas65 HRC, karbida. Simbol: CBN. Butiran asahan atau abrasive memiiliki sifatkegetasan. Kegetasan ialah sifat butiran untuk menahan diri dan membentukruncingan yang baru, sehingga butiran tetap menyayat tidak menggesek.

Gambar 10.68 Aluminium oksida

Gambar 10.69 Silikon karbida

Gambar 10.70 MBS diamond

305

2. Ukuran Butiran AsahSerbuk abrasive dibuat dalam banyak ukuran dan dikelompokkan berdasarkan ukuransaringan yang digunakan untuk menyaring butiran asah.Tabel 10.1 Klasifikasi ukuran butiran asahan

No. Ukuran Butiran Tingkat Kekasaran

Cara pembacaan butiran asah dengan sistem saringan sebagai berikut. Butiran asahdilewatkan pada suatu penyaring yang mempunyai mata jala per inchi linier atau butiranasah akan lewat pada saringan dengan jumlah lubang lebih sedikit dan akan tertahanpada penyaring dengan jumlah mata saringan setingkat lebih rapat.Contoh: Butiran asah 30, berarti butiran akan lolos pada penyaring dengan jumlah matajala 24 per inchi dan akan tertahan pada penyaring dengan jumlah mata jala 30 per inchi.

3. Tingkat Kekerasan (Grade)Tingkat kekerasan adalah kemampuan perekat untuk mengikat butiran pemotongdalam melawan pelepasan butiran akibat adanya tekanan pemotongan, bukankekerasan dari butiran asah. Ada dua macam tingkat kekerasan baru gerinda.a. Roda Gerinda Lunak

Jumlah perekat kecil. Batu gerinda jenis ini mempunyai sifat mudah untukmelepaskan butiran di bawah tekanan pemotongan tertentu. Digunakan untukmeggerinda material yang keras, karena butiran asah akan cepat lepas danberganti dengan butiran asah yang masih baru dan tajam.

b. Batu Gerinda Keras

Jumlah persentase perekat besar. Batu gerinda jenis ini mempunyai sifat sulituntuk melepaskan butiran di bawah tekanan pemotongan tertentu. Digunakanuntuk menggerinda material yang lunak, karena material lunak, tidakmembutuhkan butiran asah yang selalu tajam.

1.2.3.4.5.

6 – 1214 – 2430 – 6070 – 120150 – 240

Sangat kasarKasar

SedangHalus

Sangat halus

Gambar 10.72 Butiran asah dengan perekat

Gambar 10.73 Perekat besar

306

Kekerasan batu gerinda diberi kode alfabet, seperti pada tabel di bawah ini.Tabel 10.2 Tingkat kekerasan batu gerinda

Lunak sekali E F G HLunak J KSedang L M NKeras O PSangat keras Q R S

4. Macam-Macam Perekata. Perekat Tembikar/Vitrified-bond

Perekat ini paling banyak digunakan dalam pembuatan batu gerinda, yaknihampir 80% batu gerinda dibuat dengan perekat ini. Bahan dasar perekat iniadalah keramik tanah liat dan mempunyai sifat tidak mudah berubah walaupunada pengaruh dari luar, seperti, air, oli, atau perubahan suhu udara sehari-hari.Semua perekat tembikar tidak fleksibel, artinya tidak tahan benturan, maka batugerinda potong tidak dibuat dengan perekat ini. Keistimewaan batu gerinda iniadalah tahan terhadap air, oli asam, dan panas.

b. Perekat Silikat (Silicat-bond)Digunakan untuk membuat batu gerinda yang kegunaannya mengasah bendakerja yang sensitif terhadap panas, misalnya pisau frais, bor, dan pahat HSS.Perekat jenis ini mudah melepaskan butiran.

c. Perekat Bakelit (Resinoid-bond)Dipakai untuk pembuatan batu gerinda dengan kecepatan tinggi, sangat cocokuntuk penggerindaan baja, tuangan, mengasah gergaji, dan pembuatan gigigergaji. Oleh karena perekat ini mempunyai sifat fleksibilitas tinggi, maka banyakdigunakan untuk pembuatan batu gerinda tipis sampai ketebalan0.8 mm. Perekat ini diberi kode huruf B.

d. Perekat Karet (Rubber-bond)Perekat karet mempunyai elastisitas tinggi dan diberi kode huruf R. Perekat inidipakai untuk pembuatan batu gerinda yang digunakan untuk pekerjaan presisiataupun kasar. Contoh untuk penggerinda poros engkol dan pembuangan bekaspengelasan bahan stainless. Perekat ini juga dapat dipakai untuk pembuatan batugerinda potong, karena daya elastisnya memenuhi syarat untuk batu gerinda tipis.

e. Perekat Embelau (Shellac-bond)Diberi kode E, digunakan untuk pekerjaan presisi dan permukaan sangat haluslebih halus dari perekat bakelit, ketahanan terhadap panas rendah, dan dapatdibuat tipis. Contoh untuk penggerinda nok, rol kertas, dan lain-lain.

f. Perekat Logam (Metal-bond)Digunakan untuk mengikat butiran pemotong Boron Nitride dan intan.Bronz + butiran = Galvanis.

5. Susunan Butiran Asaha. Susunan butiran asah adalah jarak antarbutiran asah yang terdapat pada suatu

batu gerinda.b. Dengan ukuran butiran yang sama dapat disusun dengan jarak yang berbeda-

beda: renggang, sedang, dan rapat.c. Agar tidak keliru dalam penggunaannya, serta untuk memudahkan dalam

pengecekan, maka ukuran kerenggangan itu ditunjukkan dengan kode nomor.Nomor berkisar 0 sampai dengan 12, untuk menunjukkan dari tingkat rapat (0)sampai tingkat renggang (12).

307

6. Bentuk-Bentuk Batu gerindaa. Batu Gerinda Lurus

Bentuk ini biasa digunakan untuk menggerinda bagian luar dan bagian dalam, baikpada mesin gerinda silindris, permukaan ataupun mesin gerinda meja (Gambar 10.74).

b. Batu Gerinda SilindrisFungsinya, untuk menggerinda sisi benda kerja. Batu gerinda ini compatibledengan mesin gerinda sumbu tegak dan sumbu mendatar (lihat Gambar 10.75).

c. Batu Gerinda Mangkuk LurusFungsinya adalah untuk menggerinda bagian sisi benda kerja baik yang dipakaipada mesin gerinda sumbu tegak ataupun sumbu mendatar (Gambar 10.76).

d. Batu Gerinda Mangkuk MiringFungsi utamanya untuk menggerinda/mengasah alat potong, misalnya pisau frais,pahat bubut, pisau-pisau bentuk, dan lain-lain (Gambar 10.77).

e. Batu Gerinda Tirus Dua SisiFungsi utamanya membersihkan percikan las pada benda-benda setelah dilas(Gambar 10.78).

f. Batu Gerinda Cekung Satu SisiPada prinsipnya batu gerinda ini digunakan untuk penggerindaan silindris, tetapibanyak juga untuk penggerindaan pahat bubut (Gambar 10.79).

Gambar 10.78 Batu gerinda tirus dua sisi

Gambar 10.74 Batu gerinda lurus

Gambar 10.75 Batu gerinda silindris

Gambar 10.76 Batu gerinda mangkuk lurus

Gambar 10.77 Batu gerinda mangkuk miring

Gambar 10.79 Batu gerinda cekung satu sisi

308

g. Batu Gerinda Cekung Dua SisiFungsi utama untuk penggerindaan silindris (Gambar 10.80).

h. Batu Gerinda PiringFungsi utamanya untuk menggerinda pisau-pisau frais pada gerinda alat potong(Gambar 10.81).

i. Batu Gerinda Piring Sisi RadiusFungsi utamanya untuk membentuk gigi gergaji (gumming), bukan mengasah(lihat Gambar 10.82).

7. Klasifikasi Batu GerindaLabel batu gerinda yang menempel pada batu gerinda berisi hal-hal berikut.a. Jenis bahan asah.b. Ukuran butiran asah.c. Tingkat kekerasan.d. Susunan butiran asah.e. Jenis bahan perekat.

Contoh:Label/identitas RG 38 A 36 L 5 V BE, artinya sebagai berikut.38 = Kode pabrikA = Jenis bahan asah

A – Aluminium OxideC – Silisium CarbidaD – Diamon

36 = Ukuran butiran asahL = Tingkat kekerasan5 = Susunan butiran asahV = Jenis bahan perekat

V – Vitrified S – silicateR – Rubber B – ResinoidE – Shellac

Jadi, RG dengan label 38 A 36 L 5 V BE adalah sebuah batu gerinda denganbahan asah oksida alumunium, berukuran 36 butir per inchi, mempunyai susunansedang, perekat tembikar. Bagan contoh kode batu gerinda pada Gambar 10.83.

Gambar 10.80 Batu gerinda cekung satu dua sisi

Gambar 10.81 Batu gerinda piring

Gambar 10.82 Batu gerinda piring sisi radius

309

Gambar 10.83 Kode Batu gerinda

8. Pemasangan Batu GerindaPemasangan batu gerinda merupakan hal yang sangat penting karena akanmempengaruhi kualitas hasil penggerindaan. Jika terjadi kesalahan sangat fatal makaakan berakibat buruk pada operatornya. Dengan kata lain benda kerja bisa rusakdan operatornya pun bisa celaka. Untuk mencegahnya, lakukan beberapa langkah-langkah urutan pemasangan batu gerinda sebagai berikut.a. Pemeriksaan Batu Gerinda

Setiap batu gerinda yang akan dipakai harus diperiksa lebih dahulu fisiknya.Kondisi fisik itu meliputi kondisi batu gerinda kemungkinan retak dan kondisibus pengaman. Memeriksa kemungkinan retak, salah satu cara dapat dilakukanadalah dengan menggantungkan batu gerinda pada kawat atau besi kecil yangdimasukkan pada lubangnya. Kemudian batu gerinda dipukul pelan-pelandengan palu karet/kayu sambil didengarkan suaranya (Gambar 10.84).

b. Pemasangan Batu GerindaPemasangan batu gerinda ada yang langsung dan tak langsung. Biasanyapemasangan langsung ada pada mesin gerinda meja dan yang tak langsung pada

Gambar 10.84 Pemeriksaan Keretakan batu gerinda

310

mesin gerinda presisi. Maksud tak langsung di sini bahwa batu gerindapemasangannya melalui collet batu gerinda dan selama batu gerinda ini masihdipakai tidak boleh dilepas kecuali akan diganti atau diperiksa kembalikesetimbangannya. Pada pemasangan batu gerinda baik langsung atau taklangsung harus memperhatikan hal-hal sebagai berikut.

1) Yakinkan kertas pelapis masih melekat seluruhnya dengan rata pada kedua sisinya.2) Periksa sekeliling batu gerinda, apakah ia tidak bertatal, tidak cacat, dan

bebas dari oli atau gemuk.3) Yakinkan bahwa lubang batu gerinda tidak rusak. Hilangkan noda-noda

atau bagian yang kasar menggunakan sekrap tangan.4) Pengepasan sumbu batu gerinda diusahakan masuk dengan pas pada

lubang batu gerinda, tidak longgar ataupun dipaksakan. Dengan kata lainlubang batu gerinda harus bisa masuk pada pasangannya dengan pas tanpakelonggaran.

5) Kondisi permukaan seluruh permukaan ring pelapis, flens dan batu gerinda harusbenar-benar rapat, serta tidak terhalang oleh tatal atau benda-benda lain.

6) Bus selongsong pada lubang gerinda harus ada, bentuk dan ukurannyatidak boleh berubah, misalnya lonjong atau melebar.

7) Ring pelapis harus rata menempel pada permukaan batu gerinda. Ukurandiameter ring pelapis tidak boleh terlalu kecil daripada ukuran diameterflensnya. Apabila ring pelapis terbuat dari kertas maka tebalnya tidak bolehlebih dari 0.5 mm, dan jika terbuat dari kulit tidak boleh lebih dari 3,2 mm.

8) Diameter flens tidak boleh kurang dari 1/3 diameter batu gerinda. Bentukflens harus mempunyai pembebas. Dan, diameter lubangnya harus cocokdengan poros mesin gerinda.

9) Ulir spindel, baik mesin gerinda presisi atau tangan, putaran ulir harusmempunyai arah yang berlawanan dengan arah putaran sumbu mesin.

10) Mengeraskan mur/baut. Meskipun baut yang dikeraskan hanyabersinggungan dan menekan flens tidak langsung pada as batu gerinda,namun pengerasan tetap harus dilakukan secara hati-hati dan dijaga agarjangan sampai membuat cacat batu gerinda. Sedangkan pengikatannyaharus cukup kuat, tidak kendor, dan tidak terlalu keras.

c. Menyetimbangkan Batu GerindaPada kenyataannya setiap batu gerinda tidak mempunyai kerapatan yang samapada setiap titiknya. Hal ini bisa dicek dengan cara memutar batu gerinda padasumbunya, kemudian ditunggu sampai berhenti. Jika ada titik tertentu selalu beradadi bawah, batu gerinda tidak setimbang. Batu gerinda ini jika akan digunakanharus disetimbangkan terlebih dahulu. Batu gerinda dikatakan setimbang apabilasaat diputar pada sumbunya dapat berhenti di mana saja. Pada prosespenggerindaan presisi, kesetimbangan batu gerinda merupakan hal yang sangatpenting dibandingkan dengan penggerindan tangan/manual. Batu gerinda yangsetimbang akan menghilangkan getaran, serta akan mendapatkan hasil yangpermukaan yang lebih baik dan memakainya lebih mudah.

Gambar 10.85 Pemasangan batu gerinda

311

Dalam penyetimbangan batu gerinda ada beberapa peralatan yang dibutuhkanantara lain: collet batu gerinda, bobot penyetimbang, sumbu penyetimbang, dandudukan penyetimbang. Bobot penyetimbang berfungsi untuk mengimbangi titik-titik yang lebih rapat (berat) dan dipasang pada alur muka yang ada pada collet.Langkah-langkah penyetimbangan batu gerinda sebagai berikut.1) Batu gerinda yang terpasang pada arbor, diletakkan pada jalur

penyetimbang. Posisi arbor harus tegak lurus dan di tengah kedua jalurpenyetimbang. Untuk mendapatkan ketegaklurusan arbor, dapatmenggunakan alat ukur waterpass (Gambar 10.86).

2) Batu gerinda dibiarkan bergulir ke kiri dan ke kanan dengan sendirinya sampaiberhenti. Bagian yang terberat ada pada bagian yang terbawah (pusat gravitasi).

3) Batu gerinda ditandai dengan kapur pada bagian teratas yang berlawanandengan pusat gravitasi (Gambar 10.87).

4) Salah satu bobot penyetimbang dipasang dan dikencangkan searah dengantanda kapur dan berlawanan dengan pusat gravitasi bumi. Jangan digeserselama penyetimbangan berlangsung (lihat Gambar 10.88).Dua bobot penyetimbang lainnya dipasang dekat dengan pusat gravitasidan masing-masing mempunyai jarak yang sama ke bobot penyetimbangyang pertama (Gambar 10.89).

Gambar 10.87 Penandaan dengan kapurdan pemasangan bobot penyetimbang

Gambar 10.88 Penandaan dengankapur dan pemasangan bobotpenyeimbang

Gambar 10.89 Penandaan dengan kapurdan pemasangan bobot penyeimbang

Gambar 10.86 Penyeimbangan batu gerinda

312

5) Batu gerinda diletakkan kembali di posisi tengah jalur dudukan pe-nyetimbang. Batu gerinda diputar 90° ke arah kanan dan dilepaskan sampaiberhenti dengan sendirinya (Gambar 10.90).

6) Bila batu gerinda kembali pada posisi pertama, dua bobot penyetimbangharus diatur mendekati bobot penyetimbang yang pertama (lihat Gambar10.91).

7) Sebaliknya, bila batu gerinda bergulir berlawanan dengan posisi pertama(tanda kapur bawah), dua bobot penyetimbang harus digeser menjauhi bobotpenyetimbang yang pertama (lihat Gambar 10.92).

8) Batu gerinda dikatakan setimbang bila bisa

Gambar 10.90 Pengaturanbobot penyeimbang

Gambar 10.92 Pengaturanbobot penyetimbang

Gambar 10.91 Pengaturanbobot penyeimbang

313

BAB 11MENGENAL CAIRAN PENDINGIN

UNTUK PROSES PEMESINAN

314

Cairan pendingin mempunyai kegunaan yang khusus dalam proses pemesinan.Selain untuk memperpanjang umur pahat, cairan pendingin dalam beberapakasus, mampu menurunkan gaya dan memperhalus permukaan produk hasil

pemesinan. Selain itu, cairan pendingin juga berfungsi sebagai pembersih/pembawa beram(terutama dalam proses gerinda) dan melumasi elemen pembimbing (ways) mesin perkakasserta melindungi benda kerja dan komponen mesin dari korosi. Bagaimana cairan pendinginitu bekerja pada daerah kontak antara beram dengan pahat? Sebenarnya belumlahdiketahui secara pasti mekanismenya. Secara umum dapat dikatakan bahwa peran utamacairan pendingin adalah untuk mendinginkan dan melumasi.

Pada mekanisme pembentukan beram, beberapa jenis cairan pendingin mampumenurunkan Rasio Penempatan Tebal Beram (λh) yang mengakibatkan penurunan gayapotong. Pada daerah kontak antara beram dan bidang pahat terjadi gesekan yang cukupbesar, sehingga adanya cairan pendingin dengan gaya lumas tertentu akan mampumenurunkan gaya potong. Pada proses penyayatan, kecepatan potong yang rendahmemerlukan cairan pendingin dengan daya lumas tinggi. Sementara pada kecepatanpotong tinggi memerlukan cairan pendingin dengan daya pendingin yang besar (highheat absorptivity). Pada beberapa kasus, penambahan unsur tertentu dalam cairanpendingin akan menurunkan gaya potong, karena bisa menyebabkan terjadinyareaksi kimiawi yang berpengaruh dalam bidang geser (share plane) sewaktu beramterbentuk. Beberapa peneliti menganggap bahwa sulfur (S) atau karbon tetraklorida(CCI4) pada daerah kontak (di daerah kontak mikro) dengan temperatur dan tekanantinggi akan bereaksi dengan besi (benda kerja) membentuk FeS atau FeCI3 pada batasbutir sehingga mempermudah proses penggeseran metal menjadi beram.

Pada proses gerinda, cairan pendingin mampu membantu pembersihan beram yangmenempel di rongga antara serbuk abrasif, sehingga mempermudah kelangsungan prosespembentukan beram. Dengan cairan pendingin temperatur tinggi yang terjadi di lapisanluar benda kerja bisa dikurangi, sehingga tidak merusak struktur metalografi bendakerja. Proses kimiawi diperkirakan juga terjadi dalam proses gerinda, oleh karena itulahcairan pendinginnya ditambahi beberapa unsur.

Dari ulasan singkat di atas dapat disimpulkan bahwa cairan pendingin jelas perludipilih dengan seksama sesuai dengan jenis pekerjaan. Beberapa jenis cairan pendinginakan diulas pada sub bab pertama berkaitan dengan klasifikasi cairan pendingin dangaris besar kegunaannya. Pemakaian cairan pendingin dapat dilakukan dengan berbagaicara (disemprotkan, disiramkan, dikucurkan, atau dikabutkan) akan dibahas kemudiandan dilanjutkan dengan pengaruh cairan pendingin pada proses pemesinan. Efektivitascairan pendingin hanya dapat diketahui dengan melakukan percobaan pemesinan, karenamekanisme proses pembentukan beram begitu kompleks, sehingga tidak cukup hanyadengan menelitinya melalui pengukuran berbagi sifat fisik/kimiawinya. Salah satu carapemesinan yang relatif sederhana (cepat dan murah) untuk meneliti efektivitas cairanpendingin adalah dengan melakukan pembubutan muka (facing-test).A. Jenis Cairan Pendingin

Cairan pendingin yang biasa dipakai dalam proses pemesinan dapat dikategorikandalam empat jenis utama sebagai berikut.1. Straight oils (minyak murni).2. Soluble oils.3. Semisynthetic fluids (cairan semi sintetis)4. Synthetic fluids (cairan sintetis).

315

Minyak murni (straight oils) adalah minyak yang tidak dapat diemulsikan dan digunakanpada proses pemesinan dalam bentuk sudah diencerkan. Minyak ini terdiri dari bahanminyak mineral dasar atau minyak bumi, kadang mengandung pelumas yang lain sepertilemak, minyak tumbuhan, dan ester. Selain itu, bisa juga ditambahkan aditif tekanan tinggiseperti Chlorine, Sulphur, dan Phosporus. Minyak murni ini berasal salah satu atau kombinasidari minyak bumi (naphthenic, paraffinic), minyak binatang, minyak ikan atau minyak nabati.Viskositasnya dapat bermacam-macam dari yang encer sampai yang kental tergantungdari pemakaian. Pencampuran antara minyak bumi dengan minyak hewani atau nabatimenaikkan daya pembasahan (wetting action) sehingga memperbaiki daya lumas.Penambahan unsur lain seperti sulfur, klor, atau fosfor (EP additives) menaikkan dayalumas pada temperatur dan tekanan tinggi. Minyak murni menghasilkan pelumasan terbaik,akan tetapi sifat pendinginannya paling jelek di antara cairan pendingin yang lain.

Minyak sintetik (synthetic fluids) tidak mengandung minyak bumi atau minyak mineraldan sebagai gantinya dibuat dari campuran organik dan anorganik alkaline bersama-samadengan bahan penambah (additive) untuk penangkal korosi. Minyak ini biasanya digunakandalam bentuk sudah diencerkan (biasanya dengan rasio 3 sampai 10%). Minyak sintetikmenghasilkan unjuk kerja pendinginan terbaik di antara semua cairan pendingin. Cairanini merupakan larutan murni (true solutions) atau larutan permukaan aktif (surface active).Pada larutan murni, unsur yang dilarutkan terbesar di antara molekul air dan teganganpermukaan (surface tension) hampir tidak berubah. Larutan murni ini tidak bersifat melumasidan biasanya dipakai untuk sifat penyerapan panas yang tinggi dan melindungi terhadapkorosi. Sementara itu dengan penambahan unsur lain yang mampu membentuk kumpulanmolekul akan mengurangi tegangan permukaan menjadi jenis cairan permukaan aktifsehingga mudah membasahi dan daya lumasnya baik.

Soluble Oil akan membentuk emulsi ketika dicampur dengan air. Konsentrat mengandungminyak mineral dasar dan pengemulsi untuk menstabilkan emulsi. Minyak ini digunakandalam bentuk sudah diencerkan (biasanya konsentrasinya = 3 sampai 10%) dan unjuk kerjapelumasan dan penghantaran panasnya bagus. Minyak ini digunakan luas oleh industripemesinan dan harganya lebih murah di antara cairan pendingin yang lain.

Cairan semi sintetik (semi-synthetic fluids) adalah kombinasi antara minyak sintetik(A) dan soluble oil (B) dan memiliki karakteristik ke dua minyak pembentuknya. Hargadan unjuk kerja penghantaran panasnya terletak antara dua buah cairan pembentuknyatersebut. Jenis cairan ini mempunyai karakteristik sebagai berikut.1. Kandungan minyaknya lebih sedikit (10% s.d 45% dari tipe B).2. Kandungan pengemulsinya (molekul penurun tegangan permukaan) lebih banyak dari tipe A.3. Partikel minyaknya lebih kecil dan lebih tersebar. Dapat berupa jenis dengan minyak

yang sangat jenuh (”super-fatted”) atau jenis EP (Extreme Pressure).

B. Cara Pemberian Cairan Pendingin pada Proses PemesinanCairan pendingin jelas hanya akan berfungsi dengan baik jika cairan ini diarahkan

dan dijaga alirannya pada daerah pembentukan beram. Dalam praktek sering ditemuibahwa cairan tersebut tidak sepenuhnya diarahkan langsung pada bidang beram pahatdi mana beram terbentuk karena keteledoran operator. Mungkin pula, karena daerahkerja mesin tidak diberi tutup, operator sengaja mengarahkan semprotan cairan tersebutke lokasi lain sebab takut cairan terpancar ke semua arah akibat perputaran pahat.Pemakaian cairan pendingin yang tidak berkesinambungan akan mengakibatkan bidangaktif pahat akan mengalami beban yang berfluktuasi. Bila pahatnya jenis karbida ataukeramik (yang relatif getas) maka pengerutan dan pemuaian yang berulang kali akan

316

menimbulkan retak mikro yang justru menjadikan penyebab kerusakan fatal. Dalam prosesgerinda rata bila cairan pendingin dikucurkan di atas permukaan benda kerja maka akandihembus oleh batu gerinda yang berputar kencang sehingga menjauhi daerahpenggerindaan.

Dari ulasan singkat di atas dapat disimpulkan bahwa selain dipilih cairan pendinginharus juga dipakai dengan cara yang benar. Banyak cara yang dipraktikkan untukmengefektifkan pemakaian cairan pendingin sebagai berikut.1. Secara manual. Apabila mesin perkakas tidak dilengkapi dengan sistem cairan

pendingin, misalnya mesin gurdi atau frais jenis ”bangku” (bench drilling/millingmachine) maka cairan pendingin hanya dipakai secara terbatas. Pada umumnyaoperator memakai kuas untuk memerciki pahat gurdi, tap, atau frais dengan minyakpendingin. Selama hal ini dilakukan secara teratur dan kecepatan potong tak begitutinggi maka umur pahat bisa sedikit diperlama. Penggunaan alat sederhana penetesoli yang berupa botol dengan selang berdiameter kecil akan lebih baik karena akanmenjamin keteraturan penetesan minyak. Penggunaan pelumas padat (gemuk/vaselin, atau molybdenum-disulfide) yang dioleskan pada lubang-lubang yang akanditap sehingga dapat menaikkan umur pahat pengulir.

2. Disiramkan ke benda kerja (flood application of fluid). Cara ini memerlukan sistempendingin, yang terdiri atas pompa, saluran, nozel, dan tangki. Itu semua telah dimilikioleh hampir semua mesin perkakas yang standar. Satu atau beberapa nozel denganselang fleksibel diatur sehingga cairan pendingin disemprotkan pada bidang aktifpemotongan. Keseragaman pendinginan harus diusahakan dan bila perlu dapatdibuat nozel khusus. Pada pemberian cairan pendingin ini seluruh benda kerja disekitar proses pemotongan disirami dengan cairan pendingin melalui saluran cairanpendingin yang jumlahnya lebih dari satu (Gambar 11.1).

3. Disemprotkan (jet application of fluid). Penyemprotan dilakukan dengan caramengalirkan cairan pendingin dengan tekanan tinggi melewati saluran pada pahat.Untuk penggurdian lubang yang dalam (deep hole drilling; gun-drilling) ataupengefraisan dengan posisi yang sulit dicapai dengan semprotan biasa. Spindelmesin perkakas dirancang khusus karena harus menyalurkan cairan pendingin kelubang pada pahat. Pada proses pendinginan dengan cara ini cairan pendingindisemprotkan langsung ke daerah pemotongan (pertemuan antara pahat dan bendakerja yang terpotong). Sistem pendinginan benda kerja dibuat dengan caramenampung cairan pendingin dalam suatu tangki yang dilengkapi dengan pompayang dilengkapi filter pada pipa penyedotnya. Pipa keluar pompa disalurkan melaluipipa/selang yang berakhir di beberapa selang keluaran yang fleksibel, (Gambar11.2). Cairan pendingin yang sudah digunakan disaring dengan filter pada mejamesin kemudian dialirkan ke tangki penampung.

Gambar 11.1 Pemberian cairan pendingin dengancara menyiramkan pada benda kerja

317

4. Dikabutkan (mist application of fluid). Pemberian cairan pendingin dengan cara ini,cairan pendingin dikabutkan dengan menggunakan semprotan udara dan kabutnyalangsung diarahkan ke daerah pemotongan, (Gambar 11.3). Partikel cairan sintetik,semi sintetik, atau emulsi disemprotkan melalui saluran yang bekerja dengan prinsipseperti semprotan nyamuk. Cairan dalam tabung akan naik melalui pipa berdiameterkecil, karena daya vakum akibat aliran udara di ujung atas pipa, dan menjadi kabutyang menyemprot keluar. Pemakaian cairan pendingin dengan cara dikabutkandimaksudkan untuk memanfaatkan daya pendinginan karena penguapan.

C. Pengaruh Cairan Pendingin pada Proses PemesinanCairan pendingin pada proses pemesinan memiliki beberapa fungsi, yaitu fungsi

utama dan fungsi kedua. Fungsi utama adalah fungsi yang dikehendaki oleh perencanaproses pemesinan dan operator mesin perkakas. Fungsi kedua adalah fungsi tak langsungyang menguntungkan dengan adanya penerapan cairan pendingin tersebut. Fungsi cairanpendingin tersebut sebagai berikut.1. Fungsi utama dari cairan pendingin pada proses pemesinan

a. Melumasi proses pemotongan khususnya pada kecepatan potong rendah.b. Mendinginkan benda kerja khususnya pada kecepatan potong tinggi.c. Membuang beram dari daerah pemotongan.

2. Fungsi kedua cairan pendingina. Melindungi permukaan yang disayat dari korosi.b. Memudahkan pengambilan benda kerja, karena bagian yang panas telah

didinginkan.Penggunaan cairan pendingin pada proses pemesinan ternyata memberikan efek

terhadap pahat dan benda kerja yang sedang dikerjakan. Pengaruh proses pemesinanmenggunakan cairan pendingin sebagai berikut.• Memperpanjang umur pahat.• Mengurangi deformasi benda kerja karena panas.• Permukaan benda kerja menjadi lebih baik (halus) pada beberapa kasus.• Membantu membuang/membersihkan beram (Gambar 11.4).

Gambar 11.2Cara pendinginan dengan cairan pendingin disemprotkan langsung ke daerah pemotongan pada proses

pembuatan lubang

Gambar 11.3 Pemberian cairan pendingin dengan cara mengabutkan cairan pendingin

318

Gambar 11.4Beram hasil pemotongan tersingkir karena ada aliran cairan pendingin sehingga memudahkan dalam

penanganan/pembersihannya

D. Kriteria Pemilihan Cairan PendinginPemakaian cairan pendingin biasanya mengefektifkan proses pemesinan. Untuk

itu, ada beberapa kriteria untuk pemilihan cairan pendingin tersebut, walaupun daribeberapa produsen mesin perkakas masih mengijinkan adanya pemotongan tanpa cairanpendingin. Kriteria utama dalam pemilihan cairan pendingin pada proses pemesinansebagai berikut.

1. Unjuk kerja prosesa. Kemampuan penghantaran panas (heat transfer performance).b. Kemampuan pelumasan (lubrication performance).c. Pembuangan beram (chip flushing).d. Pembentukan kabut fluida (fluid mist generation).e. Kemampuan cairan membawa beram (fluid carry-off in chips).f. Pencegahan korosi (corrosion inhibition).g. Stabilitas cairan (cluid stability).

2. Harga3. Keamanan terhadap lingkungan4. Keamanan terhadap kesehatan (health hazard performance)

Untuk beberapa proses pemesinan yaitu: gurdi (drilling), reamer (reaming),pengetapan (taping), bubut (turning), dan pembuatan ulir (threading) yang memerlukancairan pendingin, saran penggunaan cairan pendingin dapat dilihat pada Tabel 11.1.Bahan benda kerja yang dikerjakan pada proses pemesinan merupakan faktor penentujenis cairan pendingin yang digunakan pada proses pemesinan.

319

Tabel 11.1 Cairan pendingin yang direkomendasikan untuk beberapa material benda kerja

Alluminium

Brass

Bronze

Cast Iron

Copper

MalleableIron

MonelMetal

SolubleOilKeroseneKeroseneand LardOil

DrySolubleOilKeroseneand LardOil

DrySolubleOiland LardOilMineralOil

DrySolubleOilDry jet

DrySolubleOil orLard OilKeroseneMineralLard Oil

DrySodawater

SolubleOil LardOil

SolubleOilKeroseneMineralOil

SolubleOilDry

SolubleOilLard OilDry

SolubleOilMineralLard Oil

SolubleOil LardOil Dry

DrySodawater

SolubleOil LardOil

SolubleOilMineralOil

SolubleOilLard OilDry

SolubleOilLard OilDry

MineralLard Oil

SolubleOilMineralLard Oil

SolubleOil

MineralOilSulfurizedOilSolubleOil

SolubleOil

SolubleOil

SolubleOil

SolubleOilMineralLard-OilDry

SolubleOil

SolubleOil

SolubleOil

SolubleOilSoluble OilKeroseneand LardOil

Soluble OilLard Oil

Soluble OilLard Oil

DrySolubleOil

Soluble OilLard Oil

Lard OilSodawater

Lard Oil

SolubleOilLard OilLard orMineralOil

SolubleOilDry

SolubleOilDry

DrySoluble Oil

SolubleOil Dry

DrySodawater

SolubleOil

Material Drilling Reaming Tapping Turning Threading Milling

320

E. Perawatan dan Pembuangan Cairan PendinginPerawatan cairan pendingin meliputi pemeriksaan berikut.

1. Konsentrasi dari emulsi soluble oil (menggunakan refractometer).2. pH (dengan pH meter).3. Kuantitas dari minyak yang tercampur (kebocoran minyak hidrolik ke dalam sistem

cairan pendingin).4. Kuantitas dari partikel (kotoran) pada cairan pendingin.

Hal yang dilakukan pertama kali untuk merawat cairan pendingin adalah menambahkonsentrat atau air, membersihkan kebocoran minyak, menambah biocides untukmencegah pertumbuhan bakteri dan menyaring partikel-partikel kotoran dengan caracentrifuging (Gambar 11.5).

Steel Alloys

SteelForgingLow Carbon

Tool Steel

Material Drilling Reaming Tapping Turning Threading Milling

SolubleOilSulfurizedOilMineralLard Oil

SolubleOilSulfurizedLard OilLard OilMineralLard Oil

SolubleOilSulfurizedOilMineralLard Oil

SolubleOilMineralLard Oil

SolubleOilMineralLard Oil

SolubleOilSulfurizedOilLard Oil

SolubleOilMineralOil

SolubleOil LardOil

MineralLard OilSulfurizedOil

SolubleOil

SolubleOil

SolubleOil

Lard OilSulfurizedOil

Soluble OilMineralLard Oil

Lard OilSulfurizedOil

Lard OilMineralLard Oil

SolubleOilMineralLard Oil

SolubleOil LardOil

Gambar 11.5 Peralatan centrifuging untuk cairanpendingin

321

Cairan pendingin akan menurun kualitasnya sesuai dengan lamanya waktupemakaian yang diakibatkan oleh pertumbuhan bakteri, kontaminasi dengan minyakpelumas yang lain, dan partikel kecil logam hasil proses pemesinan. Apabila perawatanrutin sudah tidak ekonomis lagi maka sebaiknya dibuang. Apabila bekas cairan pendingintersebut dibuang di sistem saluran pembuangan, maka sebaiknya diolah dulu agar supayakomposisi cairan tidak melebihi batas ambang limbah yang diizinkan.

Perawatan cairan pendingin sama pentingnya dengan perawatan jenis dan carapemakaiannya. Sebagaimana umumnya yang dipraktekkan cairan pendingin yang telahlama berada dalam tangki mesin perkakas perlu diganti bila telah terjadi degradasi denganberbagi efek yang tidak diinginkan seperti bau busuk, korosi, dan penyumbatan sistemaliran cairan pendingin. Hal ini pada umumnya disebabkan oleh bakteri atau jamur.

Bakteri aerobik dan anaerobik bisa hidup dan berkembang biak dalam air yangmengandung mineral dan minyak (proteleum, minyak nabati, atau hewani). Semakintinggi jumlah kandungan mineral dan minyak ini maka kemungkinan degradasi cairankarena bakteri semakin tinggi. Meskipun konsentrat dari emulsi atau cairan sintetik telahdiberi zat antibakteri akan tetapi dalam jangka lama cairan pendingin tetap akan terserangbakteri. Hal ini disebabkan oleh penambahan air untuk mengencerkan cairan yangcenderung mengental, karena airnya menguap atau kontaminasi dari berbagai sumber.Penambahan zat antibakteri pada cairan pendingin yang telah kotor dan bau tidak efektifkarena zat ini justru merangsang pertumbuhan bakteri lainnya. Keasaman air penambahbisa menimbulkan masalah karena mineral yang terkandung di dalamnya akanmenambah konsentrasi mineral dalam cairan pendingin.

Bakteri aerobik yang sering menimbulkan masalah adalah bakteri PseudomonasOleovorans dan Peseudomonas. Bakteri Pseudomonas Oleovorans hidup dari minyakyang terpisah dari emulsinya, membentuk lapisan yang mengambang di permukaancairan dalam tangki. Meskipun tidak mengandung minyak cairan sintetik, dalam waktulama dapat tercemari oleh unsur minyak (pelumas meja mesin perkakas, partikel minyakdari benda kerja hasil proses sebelumnya, dan sumber pencemar lainnya). BakteriPseudominas Aerugenosa hidup dari hampir semua mineral dan minyak yang ada dalamcairan pendingin. Meskipun bakteri ini menyenangi oksigen guna pertumbuhannya, jikaperlu mereka bisa hidup tanpa oksigen (anaerobik) sehingga kadang dinamakan bakteriaerobik fakultatif.

Sementara itu, bila cairan mengandung unsur sulfat akan merangsang pertumbuhanbakteri Desulfovibrio Desulfuricans yang merupakan bakteri anaerobik denganproduknya yang khas berupa bau telur busuk. Jika pada cairan mengandung besi (berambenda kerja fero) maka cairan akan berubah hitam (kotor) yang dapat menodaipermukaan benda kerja, mesin, dan perkakas lainnya.

322

Bakteri di atas sulit diberantas dan hampir selalu ada pada cairan pendingin. Selainmenggangu karena baunya, cairan pendingin yang telah terdegradasi ini bisamenyebabkan iritasi (gatal-gatal) bagi operator mesin. Bakteri menghasilkan produkasam yang menjadikan sumber penyebab korosi. Bakteri memakan mineral yangsengaja ditambahkan untuk menaikkan daya lumas (surface active additives). Akibatnya,semakin lama cairan ini semakin tidak efektif.

Cairan pendingin yang telah lama berada dalam tangki mesin cenderung menguapdan meninggalkan residu yang makin lama makin bertumpuk. Air penambah yangmempunyai keasaman tinggi akan menambah mineral sehingga menaikkan residu. Dalamkasus ini tidak ada cara lain selain menggantikan keseluruhan cairan pendingin yangtelah terdegradasi.

Air yang digunakan untuk membuat emulsi atau cairan pendingin perlu diperiksakeasamannya. Jika air ini terlalu banyak mineralnya bila perlu harus diganti. Untukmenurunkan keasaman (dengan mendestilasikan, ”melunakkan” dengan Zeolit atauDeionizer) jelas memerlukan ongkos, sementara cairan pendingin yang dibuat atauyang selalu ditambahi air keasaman tinggi akan memerlukan penggantian yang lebihsering dan ini akan menaikkan ongkos juga.

Bakteri sulit diberantas tetapi dapat dicegah kecepatan berkembang biaknya dengancara-cara yang cocok. Jika sudah ada tanda-tanda mulainya degradasi maka cairanpendingin harus diganti dengan segera. Seluruh sistem cairan pendingin perludibersihkan (dibilas beberapa kali) diberi zat anti bakteri, selanjutnya barulah cairanpendingin ”segar” dimasukkan. Dengan cara ini ”umur” cairan pendingin dapat diperlama(4 sampai dengan 6 bulan).

323

BAB 12MEMAHAMI MESIN CNC DASAR

324

Perkembangan teknologi komputer saat ini telah mengalami kemajuan yang amatpesat. Dalam hal ini komputer telah diaplikasikan ke dalam alat-alat mesinperkakas di antaranya mesin bubut, mesin frais, mesin sekrap, mesin bor, dan

lain-lain. Hasil perpaduan teknologi komputer dan teknologi mekanik inilah yangselanjutnya dinamakan CNC (Computer Numerically Controlled). Sistem pengoperasianCNC menggunakan program yang dikontrol langsung oleh komputer. Secara umumkonstruksi mesin perkakas CNC dan sistem kerjanya adalah sinkronisasi antara komputerdan mekaniknya. Jika dibandingkan dengan mesin perkakas konvensional yang setarafdan sejenis, mesin perkakas CNC lebih unggul baik dari segi ketelitian (accurate),ketepatan (precision), fleksibilitas, dan kapasitas produksi. Sehingga, di era modernseperti saat ini banyak industri-industri mulai meninggalkan mesin-mesin perkakaskonvensional dan beralih menggunakan mesin-mesin perkakas CNC.

Secara garis besar pengertian mesin CNC adalah suatu mesin yang dikontrol oleh komputerdengan menggunakan bahasa numerik (perintah gerakan yang menggunakan angka danhuruf). Sebagai contoh: apabila pada layar monitor mesin kita tulis M03 spindel utama mesinakan berputar dan apabila kita tulis M05, spindel utama mesin akan berhenti berputar.

Mesin CNC tingkat dasar yang ada pada saat ini dibagi menjadi dua kelompok, yaitumesin CNC Two Axis atau yang lebih dikenal dengan mesin bubut (lathe machine) danmesin CNC three axis atau yang lebih dikenal dengan mesin frais (milling machine).A. Mesin Bubut CNC

Mesin bubut CNC secara garis besar dapat digolongkan menjadi dua sebagai berikut.1. Mesin bubut CNC Training Unit (CNC TU).2. Mesin bubut CNC Production Unit (CNC PU).

Kedua mesin tersebut mempunyai prinsip kerja yang sama, akan tetapi yangmembedakan kedua tipe mesin tersebut adalah penggunaannya di lapangan. CNC TUdipergunakan untuk pelatihan dasar pemrograman dan pengoperasian CNC yang dilengkapidengan EPS (External Programing Sistem). Mesin CNC jenis Training Unit hanya mampudipergunakan untuk pekerjaan-pekerjaan ringan dengan bahan yang relatif lunak.

Sedangkan mesin CNC PU dipergunakan untuk produksi massal. Mesin ini dilengkapidengan assesoris tambahan seperti sistem pembuka otomatis yang menerapkan prinsipkerja hidrolis, pembuangan tatal, dan sebagainya.

Gerakan mesin bubut CNC dikontrol oleh komputer, sehingga semua gerakan yangberjalan sesuai dengan program yang diberikan, keuntungan dari sistem ini adalahmemungkinkan mesin untuk diperintah mengulang gerakan yang sama secara terus-menerus dengan tingkat ketelitian yang sama pula.1. Prinsip Kerja Mesin Bubut CNC TU-2 Axis

Mesin bubut CNC TU-2A mempunyai prinsip gerakan dasar seperti halnya mesinbubut konvensional yaitu gerakan ke arah melintang dan horizontal dengan sistemkoordinat sumbu X dan Z. Prinsip kerja mesin bubut CNC TU-2A juga sama denganmesin bubut konvensional yaitu benda kerja yang dipasang pada cekam bergeraksedangkan alat potong diam.

Untuk arah gerakan pada mesin bubut diberi lambang sebagai berikut.a. Sumbu X untuk arah gerakan melintang tegak lurus terhadap sumbu putar.b. Sumbu Z untuk arah gerakan memanjang yang sejajar sumbu putar.

Untuk memperjelas fungsi sumbu-sumbu mesin bubut CNC TU-2A dapat dilihatpada gambar ilustrasi di bawah ini.

Gambar 12.1 Mekanisme arah gerakan mesin bubut

325

2. Bagian Utama Mesin Bubut CNC TU 2-A

a. Bagian Mekanik1) Motor utama

Motor utama adalah motor penggerak cekam untuk memutar benda kerja.Motor ini adalah jenis motor arus searah/DC (Direct Current) dengan kecepatanputaran yang variabel. Adapun data teknis motor utama sebagai berikut.a) Jenjang putaran 600– 4.000 rpm.b) Power Input 500 watt.c) Power Output 300 watt.

2) Eretan/supportEretan adalah gerak persumbuan jalannya mesin. Untuk mesin bubut

CNC TU-2A dibedakan menjadi dua bagian berikut.a) Eretan memanjang (sumbu Z) dengan jarak lintasan 0–300 mm.b) Eretan melintang (Sumbu X) dengan jarak lintasan 0–50 mm.

3) Step motorStep motor berfungsi untuk menggerakkan eretan, yaitu gerakan sumbu

X dan gerakan sumbu Z. Tiap-tiap eretan memiliki step motor sendiri-sendiri,adapun data teknis step motor sebagai berikut.a) Jumlah putaran 72 langkah.b) Momen putar 0.5 Nm.c) Kecepatan gerakan:

– Gerakan cepat maksimum 700 mm/menit.– Gerakan operasi manual 5–500 mm/menit.– Gerakan operasi mesin CNC terprogram 2–499 mm/menit.

4) Rumah alat potong (revolver/toolturret)Rumah alat potong berfungsi sebagai penjepit alat potong pada saat proses

pengerjaan benda kerja. Adapun alat yang dipergunakan disebut revolver atau

Gambar 12.2 Mesin bubut CNC TU-2A

Gambar 12.3 Ilustrasi gerak eretan

Gambar 12.4 Step motor Gambar 12.5 Poros berulir dengan bantalan

326

Gambar 12.7 Cekam

Gambar 12.8 Transmisi penggerak

toolturet, revolver digerakkan oleh step motor sehingga bisa digerakkan secaramanual maupun terprogram. Pada revolver bisa dipasang enam alat potongsekaligus yang terbagi menjadi dua bagian berikut.

a) Tiga tempat untuk jenis alat potong luar dengan ukuran 12 × 12 mm.Misal: pahat kanan luar, pahat potong, pahat ulir, dan lain-lain.

b) Tiga tempat untuk jenis alat potong dalam dengan maksimumdiameter 8 mm. Misal: pahat kanan dalam, bor, center drill, pahat ulirdalam, dan lain-lain.

5) CekamCekam pada mesin bubut berfungsi untuk menjepit benda kerja pada

saat proses penyayatan berlangsung. Kecepatan spindel mesin bubut inidiatur menggunakan transmisi sabuk. Pada sistem transmisi sabuk dibagimenjadi enam transmisi penggerak.

Adapun tingkatan sistem transmisi penggerak spindle utama mesin CNCTU-2A, bisa dilihat dari gambar ilustrasi berikut.

Enam tingkatan pulley penggerak tersebut memungkinkan untukpengaturan berbagai putaran sumbu utama. Sabuk perantara pulley A danpulley B bersifat tetap dan tidak dapat diubah, sedangkan sabuk perantarapulley B dengan pulley C dapat dirubah sesuai kecepatan putaran yangdiinginkan, yaitu pada posisi BC1, BC2, dan BC3.

6) Meja mesinMeja mesin atau sliding bed sangat mempengaruhi baik buruknya hasil

pekerjaan menggunakan mesin bubut ini, hal ini dikarenakan gerakanmemanjang eretan (gerakan sumbu Z) tertumpu pada kondisi sliding bedini. Jika kondisi sliding bed sudah aus atau cacat bisa dipastikan hasilpembubutan menggunakan mesin ini tidak akan maksimal, bahkan bendakerja juga rusak. Hal ini juga berlaku pada mesin bubut konvensional.

Gambar 12.6 Revolver

327

Gambar 12.10 Kepala lepas

Keterangan:1. Saklar utama2. Lampu kontrol saklar utama3. Tombol emergensi4. Display untuk penunjukan ukuran5. Saklar pengatur kecepatan sumbu utama6. Amperemeter7. Saklar untuk memilih satuan metric atau inch8. Slot disk drive9. Saklar untuk pemindah operasi manual atau CNC (H = hand/manual,

C = CNC)10. Lampu control pelayanan CNC11. Tombol START untuk eksekusi program CNC12. Tombol masukan untuk pelayanan CNC13. Display untuk penunjukan harga masing-masing fungsi (X, Z, F, H), dan lain-lain.14. Fungsi kode huruf untuk masukan program CNC15. Saklar layanan sumbu utama16. Saklar pengatur asutan17. Tombol koordinat sumbu X, Z

Gambar 12.11 Bagian-bagian pengendali/control

7) Kepala lepasKepala lepas berfungsi sebagai tempat pemasangan senter putar pada

saat proses pembubutan benda kerja yang relatif panjang. Pada kepalalepas ini bisa dipasang pencekam bor, dengan diameter mata bor maksimum8 mm. Untuk mata bor dengan diameter lebih dari 8 mm, ekor mata borharus memenuhi syarat ketirusan MT1.

Gambar 12.9 Sliding bed

b. Bagian Pengendali/KontrolBagian pengendali/kontrol merupakan bak kontrol mesin CNC yang berisikan

tombol-tombol dan saklar serta dilengkapi dengan monitor. Pada bok kontrolmerupakan unsur layanan langsung yang berhubungan dengan operator. Gambarberikut menunjukkan secara visual dengan nama-nama bagian sebagai berikut.

328

Gambar 12.14 Emergency switch

Gambar 12.15 Saklar operasi

Saklar utama (main switch)Saklar utama adalah pintu masuk aliran listrik ke kontrol pengendali CNC.

Cara kerja saklar utama yaitu jika kunci saklar utama diputar ke posisi 1, aruslistrik akan masuk ke kontrol CNC.

Sebaliknya jika kunci saklar utama diputar kembali ke angka 0, arus listrikyang masuk ke kontrol CNC akan terputus. Untuk lebih jelasnya perhatikangambar di bawah ini.

Tombol darurat (emergency switch)Tombol ini digunakan untuk memutus aliran listrik yang masuk ke kontrol

mesin. Hal ini dilakukan apabila akan terjadi hal-hal yang tidak diinginkan akibatkesalahan program yang telah dibuat.

Saklar operasi mesin (operating switch)Saklar layanan mesin ini digunakan untuk memutar sumbu utama yang

dihubungkan dengan rumah alat potong. Saklar ini yang mengatur perputaransumbu utama sesuai menu yang dijalankan, yaitu perputaran manual dan CNC.

Cara kerja saklar operasi sebagai berikut.a) Jika saklar diputar pada angka 1 maka menu yang dipilih adalah menu

manual (lihat Gambar 12.16), yaitu pergerakan eretan, kedalamanpemakanan tergantung oleh operator.

b) Jika saklar diputar pada ”CNC” berarti menu yang dipilih adalah menu CNC(lihat Gambar 12.17), yaitu semua pergerakan yang terjadi dikontrol olehkomputer baik itu gerakan sumbu utama gerakan eretan, maupun kedalamanpemakanan.

Gambar 12.12 Saklar utama

Kondisi Mati Listrik Masuk ke Kontrol CNCGambar 8.13 Ilustrasi cara kerja saklar utama

329

Gambar 12.18 Saklar pengatur kecepatan sumbu utama

Gambar 12.19 Penunjukansaklar dalam satuan Metris

Saklar pengatur kecepatan sumbu utamaSaklar ini berfungsi untuk mengatur kecepatan putar alat potong pada sumbu

utama. Saklar ini bisa berfungsi pada layanan CNC maupun manual. Kecepatanputaran sumbu utama mesin CNC TU-2A berkisar antara 50–3.000 RPM, sesuaitabel putaran pada mesin.

Gambar 12.16 Ilustrasi saklar operasi manual Gambar 12.17 Ilustrasi saklar operasi CNC

Cara pengoperasian saklar pengatur kecepatan sumbu utama ini adalahsaklar pengatur kecepatan sumbu utama diputar ke arah kanan mendekati angka100 untuk meningkatkan kecepatan putaran spindle. Untuk mengurangikecepatan spindle putar kembali saklar pengatur kecepatan sumbu utama kearah kiri mendekati angka 0.Saklar layanan dimensi mesin

Saklar ini berfungsi untuk mengatur layanan dimensi yang akan bekerjapada mesin CNC, yaitu layanan dalam bentuk satuan Metris maupun Inch. Carakerja saklar ini, apabila mesin akan difungsikan pada dimensi tertentu, makasimbol penunjuk saklar diputar pada titik satuan dimensi yang sesuai denganprogram kerja. Agar lebih jelas lihat dan perhatikan gambar ilustrasi berikut ini.

AmperemeterAmperemeter berfungsi sebagai display besarnya pemakaian arus aktual

dari motor utama. Fungsi utama dari amperemeter ini untuk mencegah bebanberlebih pada motor utama.

Arus yang diizinkan pada saat pengoperasian mesin adalah 4 ampere.Apabila mesin dioperasikan secara terus menerus (kontinu) besarnya arus aktualyang diizinkan sebesar 2 ampere. Besarnya beban arus aktual pada motor utamapada saat pengoperasian dapat dikurangi dengan cara mengurangi kedalamandan kecepatan penyayatan.

Gambar 12.20 Penunjukansaklar dalam satuan Inch

Gambar 12.21 Amperemeter

330

Gambar 12.23 Saklar pengatur asutan

Disk DriveDisk drive pada mesin CNC dimaksudkan untuk pelayanan pengoperasian

disket. Dengan pelayanan disket dapat dilakukan hal-hal berikut.a) Menyimpan data dari memori mesin ke dalam memori disket.b) Memindah data program dari data ke dalam memori mesin.

Saklar pengatur asutan (feed overide)Saklar ini berfungsi sebagai pengatur kecepatan gerakan asutan dari eretan

mesin. Saklar ini hanya dipergunakan pada pengoperasian mesin secara manual.Kecepatan asutan untuk mesin CNC-TU2A berkisar antara 5–400 mm/menit.

Untuk menjalankan gerakan cepat (rapid) dapat menggunakan tombol yang ditekan secara bersamaan dengan tombol koordinat sumbu X dan Z yangdikehendaki. Tombol ini berfungsi untuk memindahkan fungsi dari fungsi CNCke fungsi manual, atau sebaliknya.

Tombol ini berfungsi untuk menyimpan data pada memori mesin.Tombol ini berfungsi untuk menghapus satu karakter/kata untuk diganti.Tombol ini berfungsi untuk memindah cursor kembali ke nomor blok program sebelumnya.Tombol ini berfungsi untuk memindah cursor menuju nomor blok berikutnya.Tombol ini berfungsi sebagai berikut.– Memasukkan data bernilai negatif, tombol ini ditekan setelah memasukkan nilai/angka

yang dikehendaki.– Memasukkan data dengan karakter M. Contoh: M99, M03, M05.– Menguji kebenaran program, setelah program selesai dibuat, tekan dan tahan tombol

ini, secara otomatis program yang telah dibuat akan dicek kebenarannya oleh komputer.Tombol ini berfungsi untuk memindahkan cursor.Kombinasi tombol untuk menyisipkan satu baris blok program.(Tekan tombol ~ diikuti tombol INP).Kombinasi tombol untuk menghapus satu baris blok program.(Tekan tombol ~ diikuti tombol DEL).Kombinasi tombol untuk:– Menghapus alarm. (Tekan tombol REV diikuti tombol INP)– Kembali ke awal program.Kombinasi tombol untuk mengeksekusi program agar berhenti sementara.(Tekan tombol INP diikuti tombol FWD).Tombol kombinasi untuk mengeksekusi program secara satu persatu dalam setiap blokprogram.Kombinasi ini biasa digunakan sebagai salah satu cara pengecekan kebenaran program.(Tekan tombol 1 disusul tombol START)Tombol ini dipergunakan untuk mengeksekusi program secara keseluruhan.Tombol kombinasi untuk menghapus program secara keseluruhan dari memori mesin.(Tekan tombol DEL diikuti INP)

Gambar 12.22 Disk drive

331

G 00: Gerak lurus cepat (tidak boleh menyayat)G 01: Gerak lurus penyayatanG 02: Gerak melengkung searah jarum jam (CW)G 03: Gerak melengkung berlawanan arah jarum jam (CCW)G 04: Gerak penyayatan (feed) berhenti sesaatG 21: Baris blok sisipan yang dibuat dengan menekan tombol ~ dan INPG 25: Memanggil program sub routineG 27: Perintah meloncat ke nomor blok yang ditujuG 33: Pembuatan ulir tunggalG 64: Mematikan arus step motorG 65: Operasi disket (menyimpan atau memanggil program)G 73: Siklus pengeboran dengan pemutusan tatalG 78: Siklus pembuatan ulirG 81: Siklus pengeboran langsungG 82: Siklus pengeboran dengan berhenti sesaatG 83: Siklus pengeboran dengan penarikan tatalG 84: Siklus pembubutan memanjangG 85: Siklus pereameranG 86: Siklus pembuatan alurG 88: Siklus pembubutan melintangG 89: Siklus pereameran dengan waktu diam sesaatG 90: Program absolutG 91: Program IncrementalG 92: Penetapan posisi pahat secara absolut

M 00: Program berhentiM 03: Spindle (sumbu utama) berputar searah jarum jam (CW)M 05: Putaran spindle berhentiM 06: Perintah penggantian alat potong (tool)M 17: Perintah kembali ke program utamaM 30: Program berakhirM 99: Penentuan parameter I dan K

A 00: Kesalahan perintah pada fungsi G atau MA 01: Kesalahan perintah pada fungsi G02 dan G03A 02: Kesalahan pada nilai XA 03: Kesalahan pada nilai FA 04: Kesalahan pada nilai ZA 05: Kurang perintah M30A 06: Putaran spindle terlalu cepatA 09: Program tidak ditemukan pada disketA 10: Disket diprotekA 11: Salah memuat disketA 12: Salah pengecekanA 13: Salah satuan mm atau inch dalam pemuatanA 14: Salah satuanA 15: Nilai H salahA 17: Salah subprogram

332

3. Kecepatan Potong dan Kecepatan Putar Mesina. Pengertian Kecepatan Potong

Kecepatan potong adalah suatu harga yang diperlukan dalam menentukankecepatan pada saat proses penyayatan atau pemotongan benda kerja. Hargakecepatan potong ditentukan oleh jenis alat potong dan jenis benda kerja yangdipotong. Adapun rumus dasar untuk menentukan kecepatan potong sebagaiberikut.

Vc = 1.000d nπ × × m/menit

Di mana:Vc = Kecepatan potong (m/menit).d = Diameter benda kerja (mm).n = Jumlah putaran tiap menit.π = 3,14

Harga kecepatan potong dipengaruhi oleh beberapa faktor di antaranyasebagai berikut.1) Bahan benda kerja atau jenis material.2) Semakin tinggi kekuatan bahan yang dipotong, maka harga kecepatan

potong semakin kecil.3) Jenis alat potong (Tool).4) Semakin tinggi kekuatan alat potongnya semakin tinggi pula kecepatan

potongnya.5) Besarnya kecepatan penyayatan/asutan.6) Semakin besar jarak asutan, maka harga kecepatan potong semakin kecil.7) Kedalaman penyayatan/pemotongan.8) Semakin tebal penyayatan, maka harga kecepatan potong semakin kecil.

b. Jumlah PutaranJumlah putaran sumbu utama dapat ditentukan dengan menggunakan rumus:

n = c 1.000Vd

×π put/menit

Di mana:Vc = Kecepatan potong (m/menit).d = Diameter benda kerja (mm).n = Jumlah putaran tiap menit.π = 3,14

c. Kecepatan AsutanAsutan adalah pemotongan benda. Asutan sendiri dibedakan menjadi dua.

1) Asutan dalam mm/putaran (f)2) Asutan dalam mm/menit (F)

Rumus dasar perhitungan asutan:

F (mm/menit) = n ( put/menit ) × f ( mm/put)

Dari beberapa rumusan di atas, didapat suatu tabel perbandingan antaradiameter benda kerja, kecepatan potong, dan putaran mesin.

333

Tabel 12.1 Hubungan diameter benda kerja, kecepatan potong, dan putaran mesin

Contoh penggunaan tabel di atas, kita misalkan diameter benda kerja 20 mm,kecepatan potong (Vc)= 40 mm, maka kecepatan putar (n) = 625 put/menit.

4. Pemrograman Mesin CNCPemrograman adalah suatu urutan perintah yang disusun secara rinci tiap blok

per blok untuk memberikan masukan mesin perkakas CNC tentang apa yang harusdikerjakan. Untuk menyusun pemrograman pada mesin CNC diperlukan hal-hal berikut.a. Metode Pemrograman

Metode pemrograman dalam mesin CNC ada dua.1) Metode Incremental

Adalah suatu metode pemrograman dimana titik referensinya selaluberubah, yaitu titik terakhir yang dituju menjadi titik referensi baru untukukuran berikutnya. Untuk lebih jelasnya lihat gambar berikut ini.

2) Metode AbsolutAdalah suatu metode pemrograman di mana titik referensinya selalu

tetap yaitu satu titik / tempat dijadikan referensi untuk semua ukuranberikutnya. Untuk lebih jelasnya lihat gambar di bawah ini.

b. Bahasa PemrogramanBahasa pemrograman adalah format perintah dalam satu blok dengan

menggunakan kode huruf, angka, dan simbol. Di dalam mesin perkakas CNCterdapat perangkat komputer yang disebut dengan Machine Control Unit (MCU).MCU ini berfungsi menterjemahkan bahasa kode ke dalam be2ntuk gerakanpersumbuan sesuai bentuk benda kerja.

Kode-kode bahasa dalam mesin perkakas CNC dikenal dengan kode G

Diameter (mm) Vc (m/menit) Kecepatan Putar (put/menit)1250/1900/25001050/1600/2100900/1300/1800800/1200/1550700/1050/1400650/950/1250780/1050/1225900/1150/1550780/1000/1400700/900/1250625/800/1100500/650/900425/550/750360/450/650400/570/800350/500/700225/450/650

56789

101214161820253035404550

20/30/4020/30/4020/30/4020/30/4020/30/4020/30/4030/40/7040/50/7040/50/7040/50/7040/50/7040/50/7040/50/7040/50/7050/70/10050/70/10050/70/100

Gambar 12.24 Skema metode incremental

Gambar 12.25 Skema metode absolut

334

dan M, di mana kode-kode tersebut sudah distandarkan oleh ISO atau badanInternasional lainnya. Dalam aplikasi kode huruf, angka, dan simbol pada mesinperkakas CNC bermacam-macam tergantung sistem kontrol dan tipe mesin yangdipakai, tetapi secara prinsip sama. Sehingga untuk pengoperasian mesinperkakas CNC dengan tipe yang berbeda tidak akan ada perbedaan yang berarti.Misal: mesin perkakas CNC dengan sistem kontrol EMCO, kode-kodenyadimasukkan ke dalam standar DIN. Dengan bahasa kode ini dapat berfungsisebagai media komunikasi antarmesin dan operator, yakni untuk memberikanoperasi data kepada mesin untuk dipahami. Untuk memasukkan data programke dalam memori mesin dapat dilakukan dengan keyboard atau perangkat lain(disket, kaset, dan melalui kabel RS-232).

c. Sistem Persumbuan pada Mesin Bubut CNC-TU2ASebelum mempelajari sistem penyusunan program terlebih dahulu harus

memahami betul sistem persumbuan mesin bubut CNC-TU2A. Ilustrasi Gambar12.26 di bawah ini adalah skema eretan melintang dan eretan memanjang, dimana mesin dapat diperintah bergerak sesuai program.

Pada umumnya gerakan melintang mesin bubut adalah sumbu X, sedangkangerakan memanjang mesin bubut adalah sumbu Z.

d. Contoh PemrogramanBerikut contoh pemrograman dengan metode absolut dan incremental. Pro-

gram berikut adalah langkah finishing pengerjaan suatu benda kerja.1) Contoh program incremental

Pemrograman secara incremental adalah pemrograman denganperhitungan yang didasarkan pada posisi nol berada, artinya gerakan toolberikutnya didasarkan pada posisi tool sebelumnya. Untuk lebih jelasnyalihat ilustrasi di bawah ini, serta cermati angka-angkanya.

Buatlah susunan program proses finishing dari gambar benda kerja di atas!Gambar 12.27 Contoh gambar untuk pemrograman

Gambar 12.26 Skema persumbuan mesin bubut CNCTU2A.

335

Susunan Program untuk Finishing

N G X Z F

00 M03

01 00 –850 0 35 Dari S ke A

02 01 0 –600 35 Dari A ke B

03 01 350 –1200 35 Dari B ke C

04 01 300 0 35 Dari C ke D

05 01 0 1000 35 Dari D ke E

06 01 200 0 35 Dari E ke F

07 00 0 2800 Dari F ke S

08 M05

09 M30

Keterangan dari program di atas:N 00: Mesin diperintahkan memutar spindle chuck searah jarum jam (M03).N 01: Pahat diperintahkan maju lurus tidak menyayat(G00, X–850, Z0) dari S ke A.N 02: Pahat diperintahkan menyayat lurus memanjang (G01, X0, Z–600,

F 35) dari A ke B.N 03: Pahat diperintahkan menyayat tirus (G01, X350, Z–1200, F 35) dari B ke C.N 04: Pahat diperintahkan menyayat mundur lurus (G01, X300, Z0, F 35) dari C ke D.N 05: Pahat diperintahkan menyayat lurus memanjang (G01, X0, Z1000, F35) dari D ke E.N 06: Pahat diperintahkan menyayat mundur lurus (G01,X200, Z0, F35) dari E ke F.N 07: Pahat diperintahkan gerak cepat tidak menyayat (G00, X0, Z2800) dari F kembali ke S.N 08: Mesin diperintahkan untuk menghentikan putaran spindle utama (M05).N 09: Mesin diperintahkan selesai (M30)

2) Contoh program absolutPenyusunan program absolut sistem penghitungannya didasarkan pada

satu titik referensi. Nilai X adalah diameter benda kerja, sedangkan nilai Zadalah jarak dari titik referensi ke arah memanjang. Untuk lebih jelasnyalihat ilustrasi di bawah ini, dan cermati angka-angkanya.

Gambar 12.28 Contoh gambar untuk pemrograman

336

Gambar 12.29 Disket

Buatlah susunan program proses finishing dari gambar benda kerja di atas!N G X Z F00 92 2500 001 M0302 00 800 0 35 Dari S ke A03 01 800 –600 35 Dari A ke B04 01 1500 –1800 35 Dari B ke C05 01 2100 –1800 35 Dari C ke D06 01 2100 –2800 35 Dari D ke E07 01 2500 –2800 35 Dari E ke F08 00 2500 0 Dari F ke S09 M0510 M30

Keterangan dari program di depan:N 00: Informasi disampaikan pada mesin bahwa posisi pahat pada diameter 25 mm dan

tepat diujung benda (G92, X2500, Z0).N 01: Mesin diperintahkan memutar spindle chuck searah jarum jam (M03).N 02: Pahat diperintahkan maju lurus tidak menyayat(G00, X800, Z0) dari S ke A.N 03: Pahat diperintahkan menyayat lurus memanjang (G01, X800, Z–600, F 35) dari A ke B.N 04: Pahat diperintahkan menyayat tirus (G01, X1500, Z–1800, F 35) dari B ke C.N 05: Pahat diperintahkan menyayat mundur lurus (G01, X2100, Z–2800, F 35) dari C ke D.N 06: Pahat diperintahkan menyayat lurus memanjang (G01, X2100, Z–1800, F35) dari D ke E.N07: Pahat diperintahkan menyayat mundur lurus (G01, X2500, Z–2800, F35) dari E ke F.N 08: Pahat diperintahkan gerak cepat tidak menyayat (G00, X2500, Z0) dari F kembali ke S.N 09: Mesin diperintahkan untuk menghentikan putaran spindle utama (M05).N 10: Mesin diperintahkan selesai (M30).

5. Pengoperasian DisketPada mesin bubut CNC-TU2A dilengkapi dengan penggerak disket atau disk

drive yang berfungsi untuk pengoperasian disket. Dengan sistem layanan disket inisemua program CNC dapat disimpan ke dalam disket atau dapat memindahkanpogram CNC dari disket ke dalam memori mesin. Hal ini dilakukan karena kemampuanmesin yang terbatas, yakni mesin hanya mampu menyimpan data ketika mesin dalamkondisi hidup, sedangkan apabila mesin dimatikan, semua data program yang adadi dalam memori mesin akan hilang.

Ada beberapa kemungkinan yang dapat menyebabkan data yang ada di dalammemori mesin hilang, antara lain sebagai berikut.a. Tombol emergensi ditekan.b. Terjadi ganguan listrik yang menyebabkan terputusnya aliran listrik yang masuk ke mesin.

Apabila terjadi hal-hal tersebut di atas, dengan sistem pelayanan disketakan memudahkan operator untuk memasukkan data-data program ke dalammemori mesin melalui data program yang tersimpan di dalam disket.

Jenis disket yang digunakan dalam pengoperasian mesin adalah disket DS,DD(double side, double density) dengan ukuran disket 3,5 Inch. Untuk pengoperasiandisket pada mesin bubut CNC346TU2A ada beberapa urutan yang harus dikerjakan.a. Memformat Disket

Memformat disket adalah pengisian lintasan track dan sector sehingga dapat digunakanuntuk menyimpan data program. Adapun langkah memformat disket sebagai berikut.

337

1) Masukkan disket pada disk drive maka lampu led akan menyala.2) Pindahkan cursor pada kolom G dengan menekan tombol .3) Tulis G65 kemudian tekan tombol (pada monitor tertayang fungsi pita).4) Tekan tombol + secara bersamaan, maka pada monitor akan

tampil pita hapus dan tertulis C er (erase), tunggu sampai format selesai.b. Menyimpan Program dari Mesin ke dalam Disket

1) Masukkan disket pada disk drive maka lampu led akan menyala.2) Pindahkan cursor pada kolom G dengan menekan tombol .3) Tulis G65 kemudian tekan tombol (pada monitor tertayang fungsi pita).4) Tekan tombol (pada monitor tertayang menyimpan program no P….).5) Nomor program untuk menyimpan dapat dipilih: P00 – P99

000 – 9996) Tulis nomer program yang diinginkan, misal 281 kemudian tekan tombol

(pada monitor akan tertayang nomer 281 akan tersimpan dan mesinakan menampilkan program-program yang tersimpan di dalam disket), tunggusampai proses penyimpanan selesai.

c. Memanggil Program dari Disket ke Mesin1) Masukkan disket pada disk drive maka lampu led akan menyala.2) Pindahkan cursor pada kolom G dengan menekan tombol .3) Tulis G65 kemudian tekan tombol , (pada monitor tertayang fungsi pita).4) Tekan tombol (pada monitor tertayang fungsi pita….).5) Tulis nomer program yang akan dipanggil, misal 282, kemudian tekan tombol

(pada monitor akan tertayang: program tersimpan dan mesin akanmenampilkan program-program yang tersimpan di dalam disket) kemudiandisusul program akan terbaca, maksudnya nomer program yang tersimpandi dalam disket akan ditampilkan. Tunggu sampai proses pembacaan selesai.

6. Cara Setting Benda KerjaUntuk melaksanakan eksekusi program-program CNC dengan penyayatan benda

terlebih dahulu dilakukan setting pisau terhadap benda kerja. Setting dapat dilakukandengan dua cara sebagai berikut.a. Setting Benda Kerja dengan Metode Incremental

1) Pasang benda kerja pada cekam, kunci dengan kuat.2) Putar cekam dengan kecepatan yang sesuai dan yakinkan putaran sudah senter.3) Setting terhadap sumbu X

a) Gerakkan pahat mendekati permukaan benda kerja dan atur kecepatanpenyayatan pelan-pelan.

b) Sentuhkan ujung pahat pada permukaan benda kerja dan yakinkanujung pahat sudah menyentuh permukaan benda kerja, (lihat gambar 12.30).

Lihat harga X pada monitor, misal X = –520, hapus harga X dengantombol , sehingga harga X menjadi nol (00).

c) Setting kedudukan pahat/tool terhadap sumbu X sudah selesai.4) Setting terhadap sumbu Z

Gambar 12.30 Setting kedudukan tool terhadap sumbu X benda kerja.

338

a) Bebaskan ujung pahat dari permukaan benda kerja dan gerakkan bebaspahat ke kanan mendekati permukaan samping kanan benda kerja.

b) Gerakkan ujung pahat mendekati permukaan sisi samping kanan bendakerja dengan kecepatan sayat pelan-pelan.

c) Sentuhkan pahat pada permukaan benda kerja dan yakinkan pahatsudah menyentuh permukaan benda kerja (lihat Gambar 12.32).Lihat harga Z pada monitor, misal harga Z = 250, hapus harga Z dengantombol , sehingga harga Z = 00.

d) Gerakkan pahat ke kanan sesuai titik awal penyayatan yangdikehendaki, misal harga Z = 100 (1mm), maka pahat digerakkan 1mm, ke sebelah kanan titik referensi benda kerja, (lihat Gambar 12.33).

e) Setting kedudukan pahat/toolI terhadap sumbu Z sudah selesai

b. Setting Benda Kerja dengan Metode Absolut1) Ukurlah diameter benda kerja dan catat harga diameter, missal: 22 mm.2) Pasang benda kerja pada cekam, kunci dengan kuat.3) Putar cekam dengan kecepatan yang sesuai dan yakinkan putaran sudah senter.4) Setting terhadap sumbu X:

a) Gerakkan pahat mendekati permukaan benda kerja, dan atur kecepatanpenyayatan pelan-pelan.

b) Sentuhkan ujung pahat pada permukaan benda kerja dan yakinkanpahat sudah menyentuh permukaan benda kerja, (lihat Gambar 12.34).Lihat harga X pada monitor, misal X = –720, hapus harga X dengantombol , sehingga harga X menjadi nol (00).

Gambar 12.32 Setting kedudukantool terhadap sumbu Z benda kerja

Gambar 12.33 Setting akhir kedudukantool terhadap sumbu Z benda kerja

Gambar 12.34 Setting kedudukan toolterhadap sumbu X benda kerja

Gambar 12.31 Langkah setting kedudukan tool terhadap sumbu Z benda kerja

339

c) Tekan tombol dan tulis harga diameter benda kerja X = 2200,kemudian tekan .

d) Setting kedudukan pahat/tool terhadap sumbu X sudah selesai.5) Setting terhadap sumbu Z:

Untuk setting kedudukan tool terhadap sumbu Z, metode absolut caranya samaseperti setting kedudukan tool terhadap sumbu Z pada metode incremental.

7. Contoh-Contoh Aplikasi Fungsi G, Fungsi M, serta Soal Latihana. Fungsi G 00

Perintah atau fungsi dengan sandi G 00 adalah perintah gerakan lurus,cepat, dan tidak menyayat. Penempatan fungsi ini pada kolom kedua, padablok program. Untuk lebih jelasnya lihat gambar berikut.Contoh:

Susunlah program simulasi plotter (tanpa benda kerja) mengikuti alur gerakanA-B-C-D-E-F-A. Program plotter dibuat dengan metode Absolut dan Incremental.Metode Absolut

N G X Z F H00 92 2200 001 M0302 00 600 003 00 600 –80004 00 1000 –80005 00 1800 –250006 00 2200 –250007 00 2200 008 M30

Metode IncrementalN G X Z F H00 M0301 00 –600 002 00 00 –80003 00 200 0004 00 400 –170005 00 200 0006 00 00 –250007 M30

Soal:

Gambar 12.36 Contoh gambar kerja simulasi G00

Gambar 12.37 Soal latihan membuat simulasi G00

340

Susunlah program simulai plotter (tanpa benda kerja) mengikuti alur gerakanA-B-C-D-E-F-G-H-A.

b. Fungsi G 01Perintah atau fungsi dengan sandi G 01 adalah perintah gerakan lurus,

menyayat. Penempatan fungsi ini pada kolom kedua, pada blok program. Untuklebih jelasnya lihat gambar berikut.

Gambar 12.38 Ilustrasi blok program fungsi G 01Contoh:

Gambar 12.39 Contoh gambar kerja simulasi G 01Metode Absolut

N G X Z F H00 92 2.200 0001 M0302 01 2.000 0003 01 2.000 –2.500 3504 01 2.200 –2.500 3505 00 2.200 0006 01 1.800 00 3507 01 1.800 –2.500 3508 01 2.200 –2.500 3509 00 2.200 0010 01 1.600 00 3511 01 1.600 –1.500 3512 01 1.800 –1.500 3513 00 2.200 014 M 0515 M 30

Soal:Buatlah susunan program incremental dari gambar 12.39 di depan!

c. Fungsi G 84Perintah atau fungsi dengan sandi G 84 adalah perintah pembubutan siklus.

Penempatan fungsi ini pada kolom kedua, pada blok program. Untuk lebihjelasnya lihat gambar berikut.

Gambar 12.40 Ilustrasi blok program fungsi G 84

N G X Z F H

. . . 01 . . . . . . . . . . . .

N G X Z F H

. . . 84 . . . . . . . . . . . .

341

Contoh:

Gambar 12.41 Contoh gambar kerja simulasi G 084Metode Absolut

N G X Z F H00 92 2.200 0001 M 0302 84 1.600 –2.500 35 10003 00 1.600 0004 84 1.200 –1.500 35 10005 00 1.200 0006 84 600 –700 35 10007 00 600 10008 00 400 10009 01 600 –100 3510 01 600 –700 3511 01 1.200 –700 3512 01 1.200 –1.500 3513 01 1.600 –1.500 3514 01 1.600 –2.500 3515 01 2.200 –2.500 3516 00 2.200 0017 M 0518 M 30

Soal:Buatlah susunan program incremental dari gambar 12.41 di atas.

d. Fungsi G 02Perintah atau fungsi dengan sandi G 02 adalah perintah pembubutan

radius/melengkung searah jarum jam (CW). Penempatan fungsi ini pada kolomkedua, pada blok program. Untuk lebih jelasnya lihat gambar berikut.

Gambar 12.42 Ilustrasi blok program fungsi G 02M99 adalah penentuan parameter I dan K. Parameter I adalah jarak titik

start melengkung sampai ke titik pusat lengkungan, tegak lurus searahsumbu X. Sedangkan parameter K adalah jarak titik start melengkung sampaike titik pusat lengkungan, tegal lurus searah sumbu Z. Perintah M99 inidipergunakan apabila radius atau lengkungan yang akan dibuat mempunyaisudut lebih dari 90°. Agar lebih jelas perhatikan contoh-contoh berikut ini.

N G X Z F H

. . . 02 . . . . . . . . . . . .

. . . M99 I . . . K . . . . . . . . .

342

Contoh: 1

Gambar 12.43 Contoh gambar kerja simulasi G 02-1

Dari Gambar 12.43 di atas dapat diketahui bahwa besar:

I = SC = R = 15K = 0

Maka program melengkung dari S ke E sebagai berikut.Metode Absolut

N G X Z F H. . . . . . . . . . . . . . .. . . 00 1.400 00. . . 02 2.000 –900 35. . . M99 I: 1.500 K: 0

. . . . . . . . . . . . . . .

Metode IncrementalN G X Z F H

. . . . . . . . . . . . . . .

. . . 02 300 –900 35

. . . M99 I: 1.500 K: 0

. . . . . . . . . . . . . . .

Contoh: 2

Gambar 12.44 Contoh gambar kerja simulasi G 02-2

343

Dari Gambar 12.44 di atas dapat diketahui:

SC = EC = R = 15EL = (20 – 14):2 = 3I = LC = EC – EL = 15 – 3 = 2K = SL = 9

Maka program gerakan melengkung dari S ke E sebagai berikut.Metode Absolut

N G X Z F H. . . . . . . . . . . . . . .. . . 00 2.000 0. . . 02 1.400 –900 35. . . M99 I: 1.200 K: 900

. . . . . . . . . . . . . . .

Metode IncrementalN G X Z F H

. . . . . . . . . . . . . . .

. . . 02 –300 –900 35

. . . M99 I: 1.200 K: 900

. . . . . . . . . . . . . . .

Contoh: 3

Gambar 12.45 Contoh gambar kerja simulasi G 02-3

344

Dari Gambar 12.45 di atas diketahui R = 26, K = 20 : 2 = 10 sehingga bisa kitahitung nilai I dengan rumus pitagoras.

I = 2 2( )R K

I = 226 102

I = 676 100

I = 576I = 24

Susunan program gerakan dari S ke E, E ke D adalah:Metode Absolut

N G X Z F H. . . 01 2.200 00 35. . . 02 1.800 –1.000 35 S ke E. . . M99 I: 2.400 K: 1.000. . . 02 2.200 –2.000 35 E ke D

. . . M99 I: 2.400 00

Metode IncrementalN G X Z F H

. . . 02 –200 –1.000 35 S ke E

. . . M99 I: 2.400 K: 1.000

. . . 02 200 –1.000 35 E ke D

. . . M99 I: 2.400 0

Soal:

Gambar 12.46 Contoh gambar kerja simulasi G 02-4

Buat susunan program G02 dengan metode absolut dan incremental darigambar 12.46 di atas.

e. Fungsi G 03Perintah atau fungsi dengan sandi G03 adalah perintah pembubutan ra-

dius/melengkung berlawanan arah jarum jam (CCW). Penempatan fungsi inipada kolom kedua, pada blok program. Untuk lebih jelasnya lihat gambar berikut.

345

Gambar 12. 47 Ilustrasi blok program fungsi G 03

M99 adalah penentuan parameter I dan K. Parameter I adalah jarak titikstart melengkung sampai ke titik pusat lengkungan, tegak lurus searahsumbu X. Sedangkan parameter K adalah jarak titik start melengkung sampaike titik pusat lengkungan, tegal lurus searah sumbu Z.

Pada mesin EMCO CNC TU-2A, gerakan perintah G 03 dengan nilaipergerakan ke arah X dan Z sama bisa dijalankan tanpa menggunakanprogram M99. Pada mesin jenis ini nilai I dan K selalu incremental positif.Contoh:

Gambar 12.48 Contoh gambar kerja simulasi G 03-1

Dari Gambar 12.48 di atas dapat diketahui R = 15, I = 10. Jadi besarnya Kdapat dihitung dengan rumus Pythagoras.

K = 2 2( )R K

K = 215 102

K = 225 100K = 125K = 11,18Susunan program gerakan dari S ke E ebagai berikut.Metode Absolut

N G X Z F. . . . . . . . . . . . . . .. . . 01 1.000 0 35. . . 03 1.800 –581. . . M99 I: 1.000 K: 1.118 35

. . . . . . . . . . . . . . .

Metode IncrementalN G X Z F

. . . 03 400 –581 35

. . . M99 I: 100 K: 1.118 35

. . . . . . . . . . . . . . .

N G X Z F H

. . . 03 . . . . . . . . . . . .

. . . M99 I . . . K . . . . . . . . .

346

Soal:

Gambar 12.49 Soal latihan aplikasi fungsi G 03Buatlah susunan program absolut dan incremental dari gambar kerja di atas.

f. Fungsi G 04Fungsi dengan sandi G04 adalah perintah diam sesaat. Aplikasi ini

memerintahkan komputer untuk menghentikan feeding beberapa saat, dengankondisi spindle masih berputar. Untuk lebih jelasnya kita lihat simulasi blokprogramn G04 sebagai berikut.

Gambar 12.50 Ilustrasi blok program G 04Pada kolom X, kolom tersebut diisi dengan angka tenggat waktu berhenti

feeding mesin. X = 300 dimaksudkan feeding mesin berhenti selama 3 detik.g. Fungsi G 21

Aplikasi G 21 adalah aplikasi penyisipan satu blok program. Aplikasi ini bisa

dibentuk menggunakan tombol kombinasi . Setelahblok sisipan terbentuk, perintah G 21 yang tercantum pada kolom G, bisa dihapusbaru kemudian diisikan program sisipan. Lebih jelas lihat ilustrasi berikut.

N G X Z F. . . 00 . . . . . . . . . (tekan ~ + INP). . . 01 . . . . . . . . .

N G X Z F. . . 00 . . . . . . . . .. . . 21 . . . . . . . . . (hapus fungsi G 21, kemudian isi

blok ini dengan program yangdikehendaki)

. . . 01 . . . . . . . . .

Gambar 12.51 Ilustrasi blok program G 21

h. Fungsi G 25Fungsi dengan sandi G 25 adalah perintah pemanggilan subprogram.

Subprogram dipergunakan pada saat kita melakukan pekerjaan pengulangandengan pola bidang yang sama dan sebangun. Berikut ilustrasi blok programuntuk aplikasi fungsi G 25.

N G X Z F H

. . . 04 300 . . . . . . . . .

347

Gambar 12.52 Ilustrasi blok program G 25

Maksud dari L 30 pada kolom H di atas adalah nomor blok subprogramyang akan dipanggil pada saat proses pengerjaan benda kerja. Subprogramyang dibuat selalu dalam bentuk incremental. Agar lebih jelas kita lihat contohpenggunaan aplikasi G 25 berikut ini.Contoh:

Gambar 12.53 Contoh gambar kerja simulasi G 25Buatlah susunan program G 25 dari gambar kerja di atas.Metode Absolut

N G X Z F H00 92 2.200 10001 M03 002 00 2.000 10003 25 L 2004 00 1.800 10005 25 L 2006 00 1.600 10007 25 L 2008 00 1.400 10009 25 L 2010 00 1.200 10011 25 L 2012 00 1.000 10013 25 L 2014 00 800 10015 25 L 2016 00 2.000 10017 M0518 M301920 91

N G X Z F H

. . . 25 L 30

348

21 01 100 –600 3522 01 0 –1.000 3523 01 100 –500 3524 01 0 –500 3525 00 0 2.60027 00 –400 028 9029 M17

Soal:Buat susunan program incremental dari Gambar 12.53 di atas.

i. Fungsi G 27Fungsi G 27 adalah aplikasi program melompat blok. Aplikasi ini

dikombinasikan dengan fungsi M06 yaitu aplikasi penggantian tool. Agar lebihjelas lihat ilustrasi dari fungsi G 27 di bawah ini.

N G X Z F H. . . . . . . . . . . . . . . . . .30 27 L 4031 M06 1.200 –100 T 0132 00 1.000 100. . . . . . . . . . . . . . . . . .40 M06 1.500 200 T 2041 00 1.200 –200. . . . . . . . . . . . . . . . . .

Gambar 12.54 Ilustrasi blok program G 27

j. Fungsi G 88Fungsi G 88 adalah aplikasi siklus program pembubutan melintang,

penempatan fungsi G 88 terletak pada kolom G blok program, untuk lebihjelasnya lihat gambar ilustrasi berikut ini.

Gambar 12.55 Ilustrasi blok program G 88Pada kolom X diisi dengan nilai diameter nominal benda kerja yang akan

dituju, lebih jelasnya lihat contoh berikut ini.Contoh:

Gambar 12.56 Contoh gambar kerja simulasi G 88-1

N G X Z F H

. . . 88

349

Metode AbsolutN G X Z F H00 92 2.200 10001 M0302 88 1.000 –1.000 25 10003 M0504 M30

Metode IncrementalN G X Z F H01 M0302 88 –600 –1.000 25 10003 M0504 M30

Soal:

Gambar 12.57 Contoh gambar kerja simulasi G 88-2Susunlah program fungsi G88 dari Gambar 12.57 di atas dengan metodeincremental dan absolut.

k. Fungsi G 83Fungsi G 83 adalah aplikasi pemrograman pengeboran dengan penarikan

tatal keluar. Pada kolom Z, diisi dengan nilai dalamnya pengeboran.

Gambar 12.58 Ilustrasi blok program G 83Contoh:

Gambar 12.59 Contoh gambar kerja simulasi G 83Buatlah program pengeboran dari Gambar 12.59 dengan metode absolut danincremental.

N G X Z F H

. . . 83 . . . . . . . . .

350

Metode AbsolutN G X Z F

. . . . . . . . . . . . . . .

. . . 83 –1.800 35Metode Incremental

N G X Z F. . . . . . . . . . . . . . .. . . 83 –2.000 35

l. Fungsi G 81Fungsi G 81 adalah aplikasi pemrograman pengeboran langsung. Pada

kolom Z, diisi dengan nilai kedalaman pengeboran.

Gambar 12.60 Ilustrasi blok program G 81Contoh:

Gambar 12.61 Contoh gambar kerja simulasi G 81Buatlah program pengeboran dari Gambar 12.61 dengan metode absolut

dan incremental.Metode Absolut

N G X Z F. . . . . . . . . . . . . . .

. . . 81 –2.200 35

Metode IncrementalN G X Z F

. . . . . . . . . . . . . . .

. . . 81 –2.400 35

m. Fungsi G 82G 82 adalah aplikasi program pengeboran langsung, dengan pemberhentian

sesaat di akhir pengeboran. Pada aplikasi ini kolom Z diisi dengan dalamnyapengeboran.

Gambar 12.62 Ilustrasi blok program G 82

N G X Z F H

. . . 81 . . . . . . . . .

N G X Z F H

. . . 82 . . . . . . . . .

351

Contoh:

Gambar 12.63 Contoh gambar kerja simulasi G 82Buatlah program pengeboran dari Gambar 12.63 dengan metode absolut

dan incremental.Metode Absolut

N G X Z F. . . . . . . . . . . . . . .

. . . 82 –2.200 35

Metode IncrementalN G X Z F

. . . . . . . . . . . . . . .

. . . 82 –2.400 35

n. Fungsi G 85G 85 adalah aplikasi program siklus pereameran. Reamer bisa diartikan

sebagai peluasan, yaitu peluasan lubang hasil pengeboran. Pereamerandilakukan karena pada saat pembuatan lubang, tidak ada ukuran mata bor yangcocok dengan diameter lubang yang akan dibuat. Pereameran juga berfungsisebagai penghalus lubang yang sudah dibuat. Pada aplikasi ini kolom Z diisidengan nilai kedalaman pereameran.

Gambar 12.64 Ilustrasi blok program G 85Contoh:

Gambar 12.65 Contoh gambar kerja simulasi G 85

Buatlah susunan program pereameran dari Gambar 12.65 di atas denganmetode absolut dan incremental.

N G X Z F H

. . . 85 . . . . . . . . .

352

Metode AbsolutN G X Z F

. . . . . . . . . . . . . . .

. . . 85 –2.200 35

Metode IncrementalN G X Z F

. . . . . . . . . . . . . . .

. . . 85 –2.400 35

o. Fungsi G 89Fungsi G89 adalah alikasi program penghalusan secara langsung, dengan

tenggat waktu berhenti di akhir penghalusan. Pada aplikasi ini kolom Z diisidengan nilai kedalaman penghalusan.

Gambar 12.66 Ilustrasi blok program G 89Contoh:

Gambar 12.67 Contoh gambar kerja simulasi G 89

Buatlah susunan program penghalusan dari Gambar 12.67 di atas denganmetode absolut dan incremental.Metode Absolut

N G X Z F. . . . . . . . . . . . . . .

. . . 89 –2.200 35

Metode IncrementalN G X Z F

. . . . . . . . . . . . . . .

. . . 89 –2.400 35

N G X Z F H

. . . 89 . . . . . . . . .

353

p. Fungsi M06M06 adalah fungsi penggantian alat pada Mesin Bubut CNCTU2A.

Penggantian tool ini dilakukan pada saat kita melakukan pembubutan kompleks.Pada mesin CNC-TU2A hal ini bisa dilakukan langsung tanpa melepas pahat danmenggantinya satu demi satu karena mesin ini dilengkapi dengan revolver. Berikutadalah ilustrasi blok pemrograman penggantian alat pada mesin CNC-TU2A.

Gambar 12.68 Ilustrasi blok program M06

Gambar 12.69 Revolver

Pada aplikasi M06 ini kolom F diisi dengan sandi T, yaitu sandi perputaranrevolver terhadap pisau aktif untuk menentukan jenis pisau baru. Karena bentuktool yang berbeda, setiap tool memiliki selisih jarak (jarak setting) terhadapbenda kerja yang berbeda pula.

Karena itu sebelum kita melakukan penggantian alat pada pembubutankompleks, perlu dilakukan setting tiap tool terhadap benda kerja. Adapun langkah-langkahnya sebagai berikut.1) Menentukan urutan kerja alat potong. Untuk pengerjaan bubut kompleks

seperti pada benda kerja. Urutan tool/pisau yang dipergunakan adalah:a) Pahat kanan luarb) Pahat potongc) Pahat ulir luar

Gambar 12.70 Urutan pemakaian pisau/tool

2) Menentukan data alat potong. Penentuan data alat potong sangat pentingkarena dengan penentuan ini akan mempermudah pemrograman. Padalembar data alat potong. Nantinya akan diisi dengan harga selisih terhadapsumbu Z referensi.

3) Mencari selisih panjang tiap-tiap alat potong. Untuk menentukan selisihpanjang tiap tool diperlukan alat bantu optik. Alat bantu ini semacam luptapi tidak dilengkapi dengan lensa pembalik sehingga bayangan yangdihasilkan berlawanan dengan kenyataannya. Adapun langkah settingmasing-masing tool sebagai berikut.a) Pasang senter tetap pada cekam.b) Pasang senter tetap kecil pada revolver.

N G X Z F H

. . . M06 . . . . . . . . .

354

c) Dekatkan kedua ujung senter dan samakan ketinggiannya.d) Mundurkan revolver pasang alat optik pada meja mesin.e) Setel ketinggian plat ukur yang ada pada alat optik dengan ketinggian

senter yang terpasang pada cekam.f) Periksa dan setting ketinggian semua tool yang telah dipasang pada alat

potong terhadap plat ukur yang terpasang alat optik, (lihat Gambar 12. 71).g) Gerakkan pahat kanan luar sebagai pahat referensi, ke bawah alat optik

sehingga ujung pahat kanan berada pada kwadran II, dan menempelpada tool terhadap plat ukur. persilangan garis silang X dan Z. (Gambar12.72 dan Gambar 12.73).

Gambar 12.73 Posisi pahat kanan luar pada kwadran II

h) Tekan tombol DEL untuk menghapus nilai X dan Z, sehingga nilai X = 0dan Z = 0.

i) Mundurkan posisi revolver dan putarlah revolver untuk setting pisauyang kedua, posisikan tool tersebut pada persilangan sumbu X dan Z,setiap pensettingan catat selisih nilai sumbu X dan sumbu Z.

j) Nilai selisih X dan Z, nantinya diisikan pada kolom X dan Z setiappenggantian tool.

k) Jika posisi pahat kanan luar terletak pada kwadran II alat optik, pahatalur dan pahat ulir terletak pada kwadran yang berbeda. Berikut gambarcerminan posisi pensettingan beberapa pahat.

l) Pasang ketiga tool pada revolver sesuai urutan penggunaan masing-masing tool, (Gambar 12.76).

Gambar 12.72 Setting pahatreferensi

Gambar 12.71 Setting ketinggi toolterhadap plat ukur

355

Contoh:

Buatlah program penguliran dari Gambar 12.77 dengan metode absolut.Metode Absolut

N G X Z F00 92 2.200 10001 M06 00 00 T0002 M0303 84 1.800 –2.500 35 10004 00 1.800 10005 01 1.600 –2.200 3506 01 1.800 –2.300 3507 00 2.200 –2.30008 M0509 00 3.000 5.00010 M06 –88 1.150 T0211 M0312 00 1.800 –1.60013 86 1.400 –1.900 25 30014 M0515 00 2.200 3.00016 M06 75 –332 T0217 M0318 00 1.610 10019 78 1.476 –1.650 K100 1020 M0521 00 2.200 3.00022 M06 00 00 T0223 00 2.200 10024 M30

Gambar 12.74 Posisi pahat alurpada kwadran I

Gambar 12.75 Posisi pahat ulir

Gambar 12.76 Pemasangan toolpada revolver

Gambar 12.77 Contoh gambar kerja simulasi M06

356

Keterangan:Blok program N09-N24

Maksud dari gerak G 00 pada blok N 09, revolver dijauhkan dari bendakerja sebelum proses penggantian tool. Sedangkan pada blok N 10, nilaiX = –88, dan Z = 1.150 adalah nilai selisih jarak setting pahat nomer 2 terhadappahat kanan luar. Pada kolom F blok program N 10, terisi T02, adalah perintahgerak revolver untuk berotasi sebanyak dua kali terhadap pahat kanan luar,untuk diganti pahat alur. Setelah penggantian tool selesai, pahat alur didekatkandengan bagian yang akan dibuat alur, blok program N 13 adalah proses sikluspengaluran.

Setelah siklus pengaluran selesai, putaran spindle utama dihentikan untukproses penggantian alat.

Pada proses penggantian pahat ulir, langkah-langkahnya sama denganproses penggantian pahat alur. Pada siklus penguliran, yaitu blok N19, padakolom F terisi K100, K100 adalah kisar dari ulir yang dibuat, sedangkan padakolom H = 10, maksudnya tinggi ulir luar dibuat dalam sepuluh kali langkahpenyayatan.

Blok N21-24 adalah proses penggantian pahat ulir luar kembali ke pahatkanan luar.Soal:Buat susunan program incremental dari Gambar 12.77 di atas.

q. Fungsi G 78Fungsi G78 adalah aplikasi pemrograman siklus pembuatan ulir. Berikut

ilustrasi blok pemrograman siklus penguliran pada mesin CNC TU-2A.

Gambar 12.78 Ilustrasi blok program G 78

Pada aplikasi G 78 pada kolom K merupakan kolom nilai kisar ulir yangakan dibuat. Sebelum kita mempelajari lebih jauh tentang siklus pengulirandengan menggunakan aplikasi G 78, kita pelajari lagi tentang dasar-dasarperhitungan penguliran.

Tabel 12.2 Hubungan kisar ulir dengan putaran mesin

Kisar Ulir (mm) Putaran (Rpm)0,02–0,5 9500,5–1 5001–1,5 3201,5–2 2502–3 1703–4 120

Berdasarkan standar ISO ketentuan ulir yang benar sebagai berikut.1) Tinggi ulir luar (h): 0,6134.P2) Tinggi ulir dalam (h): 0,5413.P

N G X Z F H

. . . 78 . . . . . . . . .

357

Tabel 12.3 Hubungan kisar ulir dengan tinggi ulir

Kisar Ulir (mm) Tinggi Ulir (mm)

0,5 0,3070,6 0,3680,7 0,4290,75 0,4600,8 0,4911 0,6131,25 0,7671,5 1.0741,75 1.2272 1.3802,25 1.5342,5 1.6872,75 1.840

Tabel 12.4 Hubungan kisar ulir dengan tinggi ulir

Kisar Ulir (mm) Tinggi Ulir (mm)

3 0,54 0,75 0,86 18 1,2510 1,512 1,7516 2,020 2,5

Contoh:Berikut adalah contoh penyusunan program G 78.

Gambar 12.79 Contoh gambar kerja simulasi G 78

358

Buatlah program penguliran dari Gambar 12.79 dengan metode absolut.Metode Absolut

N G X Z F00 92 2.200 10001 M06 00 00 T0002 M0303 84 1.600 –1.700 35 10004 00 1.400 10005 01 1.400 0 3506 01 1.600 –100 3507 01 1.600 –1.100 3508 01 1.400 –1.200 3509 01 1.400 –1.700 3510 01 2.200 –1.700 3511 00 3.000 5.00012 M0513 M06 172 –84 T0214 M0315 00 1.700 10016 78 1.477 –1.300 K100 2017 00 3.000 5.00018 M0519 M06 0 0 T0420 00 2.200 10021 M30

Metode IncrementalN G X Z F00 M06 0 0 T0001 M0302 84 –300 –1.800 35 10003 00 –400 004 01 0 –100 3505 01 100 –100 3506 01 0 –1.00007 01 –100 –10008 01 0 –50009 01 400 010 00 400 6.80011 M0512 M06 –172 –84 T02

359

13 M0314 00 –650 –5.00015 78 –112 –1.400 K10016 00 650 5.00017 M0518 M06 0 0 T0419 00 –400 –5.00020 M30

Soal:

Gambar 12.80 Gambar kerja simulasi G 78

Susunlah simulasi program G 78 dari Gambar 12.80 di atas dengan metodeabsolut dan incremental.

r. Fungsi G 86Fungsi G 86 adalah aplikasi pemrograman siklus pembubutan alur. Berikut

adalah ilustrasi blok pemrograman siklus pengaluran pada mesin CNC-TU2A.

Gambar 12.81 Ilustrasi Blok Program G 86

Pada pemrograman siklus pengaluran ini, kolom H diisi dengan lebar pahat,sedangkan kolom X diisi dengan diameter akhir yang akan dituju. Lihat contohberikut ini.Contoh:

Gambar 12.82 Contoh gambar kerja simulasi G86

N G X Z F H

. . . 86 . . . . . . . . .

360

Dari Gambar 12.82 di atas buatlah simulasi pemrograman dengan metodeabsolut.Metode Absolut

N G X Z F00 92 2.200 10001 M06 00 00 T0002 M0303 84 1.800 –2.700 35 10004 00 3.000 5.00005 M0506 M06 –207 –38807 M0308 00 2.200 –40009 2510 00 2.200 –1.20011 2512 00 2.200 –2.00013 2514 00 3.000 5.00015 M0516 M06 0 0 T0417 00 2.200 10018 M3019 9120 86 –725 –400 35 30021 9022 M17

Tugas: Buatlah simulasi pemrograman siklus pengaluran dari Gambar 12.82dengan metode incremental.Soal:

Gambar 12.83 Gambar kerja simulasi G 86

Dari Gambar 12.83 di atas buatlah simulasi pemrograman dengan metodeabsolut dan incremental.

361

B. Mesin Frais CNCMesin Frais CNC secara garis besar dapat digolongkan menjadi dua, yaitu:

a) Mesin Frais CNC Training Unitb) Mesin Frais CNC Production Unit

Kedua mesin tersebut mempunyai prinsip kerja yang sama, akan tetapi yangmembedakan kedua tipe mesin tersebut adalah penggunaannya di lapangan. CNC FraisTraining Unit dipergunakan untuk pelatihan dasar pemrograman dan pengoperasianCNC yang dilengkapi dengan EPS (External Programing Sistem). Mesin CNC jenisTraining Unit hanya mampu dipergunakan untuk pekerjaan-pekerjaan ringan denganbahan yang relatif lunak.

Sedangkan Mesin Frais CNC Production Unit dipergunakan untuk produksi massal,sehingga mesin ini dilengkapi dengan assesoris tambahan seperti sistem pembukaotomatis yang menerapkan prinsip kerja hidrolis, pembuangan tatal, dan sebagainya.

Gerakan Mesin Frais CNC dikontrol oleh komputer, sehingga semua gerakan yangberjalan sesuai dengan program yang diberikan, keuntungan dari sistem ini adalah mesinmemungkinkan untuk diperintah mengulang gerakan yang sama secara terus-menerusdengan tingkat ketelitian yang sama pula.1. Prinsip Kerja Mesin Frais CNC TU 3 Axis

Mesin Frais CNC TU-3A menggunakan sistem persumbuan dengan dasarsistem koordinat Cartesius, (Gambar 12.84). Prinsip kerja mesin CNC TU-3A adalahmeja bergerak melintang dan horizontal sedangkan pisau/pahat berputar. Untukarah gerak persumbuan Mesin Frais CNC TU-3A tersebut diberi lambangpesumbuan sebagai berikut.a) Sumbu X untuk arah gerakan horizontal.b) Sumbu Y untuk arah gerakan melintang.c) Sumbu Z untuk arah gerakan vertikal.

2. Bagian Utama Mesin Frais CNC TU3Aa. Bagian Mekanik

1) Motor utamaMotor utama adalah motor penggerak cekam untuk memutar benda kerja.Motor ini jenis motor arus searah/DC (Direct Current) dengan kecepatanputaran yang variabel.

Gambar 12.86 Motor utama

Gambar 12.85 Skema pergerakankoordinat mesin CNC TU-3AGambar 12.84 Sistem koordinat mesin CNC TU-3A

362

Gambar 12.90 Poros berulirdengan bantalan

Adapun data teknis motor utama adalah:a) Jenjang putaran 600–4.000 rpmb) Power Input 500 Wattc) Power Output 300 Watt

2) EretanEretan merupakan gerak persumbuan jalannya mesin. Pada mesin 3 axis,mesin ini mempunyai dua fungsi gerakan kerja, yaitu gerakan kerja posisivertikal dan gerakan kerja pada posisi horizontal, adapun yang dimaksuddengan gerakan kerja tersebut adalah:a) Posisi vertikal

(1) Eretan memanjang sumbu X (0-199,9 mm)(2) Eretan melintang sumbu Y (0-99.99 mm)(3) Eretan vertikal sumbu Z (0-199.99mm)

b) Posisi horizontal(1) Eretan memanjang sumbu Z (0-199,9 mm)(2) Eretan melintang sumbu X (0-99.99 mm)(3) Eretan vertikal sumbu Y (0-199.99mm)

3) Step motorStep motor berfungsi untuk menggerakkan eretan, yaitu gerakan sumbu Xdan gerakan sumbu Z. Tiap-tiap eretan memiliki step motor sendiri-sendiri,adapun data teknis step motor sebagai berikut.a) Jumlah putaran 72 langkah.b) Momen putar 0.5 Nm.c) Kecepatan gerakan:

– Gerakan cepat maksimum 700 mm/menit.– Gerakan operasi manual 5–500 mm/menit.– Gerakan operasi mesin CNC terprogram 2–499 mm/menit.

4) Rumah alat potongRumah alat potong digunakan untuk menjepit tool holder (alat potong) padasaat proses pengerjaan benda kerja. Sumber putaran rumah alat potongdihasilkan dari motor utama, dengan kecepatan putaran 300–200 RPM.

Gambar 12.87 Skema mesin posisivertikal

Gambar 12.88 Skema mesin posisihorizontal

Gambar 12.89 Step motor

363

Pada mesin jenis training unit rumah alat potong hanya memungkinkanmemegang satu alat, berbeda dengan jenis producrion unit yang dilengkapialat semacam revolver, sehingga memungkinkan untuk membawa lebihdari satu tool holder.

5) Penjepit alat potongPenjepit alat potong atau tool holderpada Mesin Frais adalah penjepitmanual, alat ini digunakan untukmenjepit pisau pada saat penyayatanbenda kerja. Bentuk penjepit inibiasanya disesuaikan dengan bentukrumah alat potong. Di bagian dalam toolholder dilengkapi sebuah alat bantu pen-cekaman.

Alat bantu tersebut berfungsi untukmemperkuat pencekaman dari toolholder. Alat bantu tersebut dinamakancollet. Collet terbuat dari bahan logam,di mana diame terlubang pada colletsesuai dengan besarnya diameterpisau.

6) RagumRagum pada mesin CNC TU-3Aberfungsi untuk menjepit benda kerjapada saat proses penyayatan. Ragumpada mesin ini dilengkapi dengansebuah stopper. Ragum bisa digantisesuai kebutuhan. Ragum pada mesinini dioperasikan secara manual.

b. Bagian Pengendali/KontrolBagian pengendali/kontrol merupakan bak kontrol mesin CNC yang berisikantombol-tombol dan saklar serta dilengkapi dengan monitor. Pada kotak kontrolmerupakan unsur layanan langsung yang berhubungan dengan operator.Gambar berikut menunjukan secara visual dengan nama-nama bagian sebagaiberikut.

Gambar 12.93 Ragum

Gambar 12.91 Tool holder

Gambar 12.92 Collet

364

Gambar 12.94 Bagian pengendaliKeterangan:1. Saklar utama2. Lampu kontrol saklar utama3. Tombol emergensi4. Saklar operasi mesin5. Saklar pengatur kecepatan sumbu utama6. Amperemeter7. Tombol untuk eretan melintang, memanjang8. Tombol shift9. Saklar pengatur feeding meja10. Tombol pengatur posisi metric-inch11. Display pembaca gerakan12. Lampu kontrol untuk pelayanan manual13. Saklar option CNC atau manual14. Tombol DEL15. Tombol untuk memindah fungsi sumbu X, Y, Z16. Tombol INP17. Tombol M

1) Saklar Utama/Main SwitchSaklar utama adalah pintu masuk aliran listrik ke kontrol pengendali CNC.Cara kerja saklar utama yaitu jika kunci saklar utama diputar ke posisi 1maka arus listrik akan masuk ke kontrol CNC.

Gambar. 12.95 Saklar utama (main switch)

Sebaliknya jika kunci saklar utama diputar kembali ke angka 0 maka aruslistrik yang masuk ke kontrol CNC akan terputus. Untuk lebih jelasnyaperhatikan gambar di bawah ini.

365

Gambar 12.96 Ilustrasi cara kerja saklar utama2) Tombol Darurat/Emergency Switch

Tombol ini digunakan untuk memutus aliran listrik yang masuk ke kontrolmesin. Hal ini dilakukan apabila akan terjadi hal-hal yang tidak diinginkanakibat kesalahan program yang telah dibuat.

Gambar. 12.97 Emergency switch3) Saklar Operasi Mesin (Operating Switch)

Saklar layanan mesin ini digunakan untuk memutar sumbu utama yangdihubungkan dengan rumah alat potong. Saklar ini yang mengatur perputaransumbu utama sesuai menu yang dipilih, yaitu perputaran manual atau CNC.

Gambar. 12.98 Saklar operasiCara kerja saklar operasi sebagai berikut.1) Jika saklar diputar pada angka 1 maka menu yang dipilih adalah menu

manual, (lihat Gambar 12.95), yaitu pergerakan eretan, kedalamanpemakanan tergantung oleh operator.

Gambar 12.99 Ilustrasi saklar operasi manual2) Jika saklar diputar pada ”CNC” berarti menu yang dipilih adalah menu

CNC (lihat Gambar 12.96), yaitu semua pergerakan yang terjadi dikontrololeh komputer baik itu pergerakan sumbu utama, pergerakan eretan,maupun kedalaman pemakanan.

Gambar 12.100 Ilustrasi saklar operasi CNC

Kondisi mati

Listrik masuk kekontrol CNC

366

4) Saklar Pengatur Kecepatan Sumbu UtamaSaklar ini berfungsi untuk mengatur kecepatanputar alat potong pada sumbu utama, saklar inibisa berfungsi pada layanan CNC maupunmanual. Kecepatan putaran sumbu utama mesinCNC TU-3A berkisar antara 200-2.000 Rpm,sesuai tabel putaran pada mesin.Cara pengoperasian saklar pengatur kecepatansumbu utama ini adalah, saklar pengaturkecepatan sumbu utama diputar ke arah kananmendekati angka 100 untuk meningkatkankecepatan putaran spindle. Untuk mengurangikecepatan spindle putar kembali saklar pengaturkecepatan sumbu utama ke arah kiri mendekatiangka 0.

5) Saklar Layanan Posisi MesinSaklar layanan ini digunakan untuk mengatur posisimesin, apakah option yang digunakan adalah posisihorizontal atau vertikal. Saklar ini juga berfungsisebagai pemindah dimensi, dari metric ke inch atausebaliknya.

6) Ampere MeterAmpere meter berfungsi sebagai displaybesarnya pemakaian arus aktual dari motorutama. Fungsi utama dari ampere meter iniuntuk mencegah beban berlebih pada motorutama pada saat mesin dioperasikan.

Arus yang diizinkan pada saat pengoperasian mesin adalah 4 Ampere,apabila mesin dioperasikan secara terus-menerus (kontinyu) besarnya arusaktual yang diizinkan sebesar 2 Ampere. Besarnya beban arus aktual padamotor utama pada saat pengoperasian dapat dikurangi dengan caramengurangi kedalaman dan kecepatan penyayatan.

7) Disk DriveDisk drive pada mesin CNC TU-3A di-maksudkan untuk pelayanan pengoperasiandisket. Dengan pelayanan disket dapatdilakukan:a. Menyimpan data dari memori mesin ke dalam memori disket.b. Memindah data program dari data ke dalam memori mesin.

Gambar 12.104 Disk drive

Gambar 12.101 Saklarpengatur kecepatan

sumbu utama

Gambar 12.102 Saklarlayanan posisi mesin

Gambar 12.103 Ampere Meter

367

8) Fungsi TombolTombol ini berfungsi untuk memindahkan fungsi dari fungsi CNC ke fungsimanual, atau sebaliknya.

Tombol ini berfungsi untuk menyimpan data pada memori mesin.

Tombol ini berfungsi untuk menghapus satu karakter/kata untuk diganti.

Tombol ini berfungsi untuk memindah cursor kembali ke nomor blok pro-gram sebelumnya.

Tombol ini berfungsi untuk memindah cursor menuju nomor blok berikutnya.

Tombol untuk:– Memasukkan data bernilai negatif, tombol ini ditekan setelah

memasukkan nilai/angka yang dikehendaki.– Memasukkan data dengan karakter M.

Contoh: M99, M03, M05.– Menguji kebenaran program, setelah program selesai dibuat, tekan

dan tahan tombol ini, secara otomatis program yang telah dibuat akandicek kebenarannya oleh komputer.

Tombol ini berfungsi untuk memindahkan cursor.

Kombinasi tombol untuk menyisipkan satu baris blok program.(Tekan tombol ~ diikuti tombol INP).

Kombinasi tombol untuk menghapus satu baris blok program.(Tekan tombol ~ diikuti tombol DEL).

Kombinasi tombol untuk:– Menghapus alarm.

(Tekan tombol REV diikuti tombol INP)– Kembali ke awal program.

Kombinasi tombol untuk mengeksekusi program agar berhenti sementara.(Tekan tombol INP diikuti tombol FWD).

Tombol kombinasi untuk mengeksekusi program secara satu persatudalam setiap blok program. Kombinasi ini biasa digunakan sebagai salahsatu cara pengecekan kebenaran program.(Tekan tombol 1 disusul tombol START)

Tombol ini dipergunakan untuk mengeksekusi program secarakeseluruhan.

Tombol kombinasi untuk menghapus program secara keseluruhan darimemori mesin.(Tekan tombol DEL diikuti INP)

368

9) Fungsi G, M, Kode Alarm

G 00 : Gerak lurus cepat ( tidak boleh menyayat)G 01 : Gerak lurus penyayatanG 02 : Gerak melengkung searah jarum jam (CW)G 03 : Gerak melengkung berlawanan arah arum jam (CCW)G 04 : Gerak penyayatan (feed) berhenti sesaatG 21 : Baris blok sisipan yang dibuat dengan menekan tombol ~ dan INPG 25 : Memanggil program subroutineG 27 : Perintah meloncat ke nomor blok yang ditujuG 64 : Mematikan arus step motor.G 65 : Operasi disket (menyimpan atau memanggil program)G 73 : Siklus pengeboran dengan pemutusan tatalG 81 : Siklus pengeboran langsungG 82 : Siklus pengeboran dengan berhenti sesaatG 83 : Siklus pengeboran dengan penarikan tatalG 85 : Siklus pereameranG 89 : Siklus pereameran sampai batas ukuranyang ditentukanG 90 : Program absolutG 91 : Program IncrementalG 92 : Penetapan posisi pahat secara absolute

M 00 : Program berhentiM 03 : Spindel/sumbu utama berputar searah jarum jam (CW)M 05 : Putaran spindel berhentiM 06 : Perintah penggantian alat potong (tool)M 17 : Perintah kembali ke program utamaM 30 : Program berakhirM 99 : Penentuan parameter I dan K

A 00 : Kesalahan perintah pada fungsi G atau MA 01 : Kesalahan perintah pada fungsi G02 dan G03A 02 : Kesalahan pada nilai XA 03 : Kesalahan pada niilai FA 04 : Kesalahan pada nilai ZA 05 : Kurang perintah M30A 06 : Kurang perintah M03A 07 : Tidak ada artiA 08 : Pita habis pada penyipanan ke kasetA 09 : Program tidak ditemukan pada disketA 10 : Disket diprotekA 11 : Salah memuat disketA 12 : Salah pengecekanA 13 : Salah satuan mm atau inch dalam pemuatanA 14 : Salah posisi kepala fraisA 15 : Nilai Y salahA 16 : Tidak ada nilai radius pisau fraisA 17 : Salah sub programA 18 : Jalannya kompensasi radius pisau frais lebih dari Nol

369

3. Kecepatan Potong dan Putaran Mesina. Pengertian Kecepatan Potong

Kecepatan potong adalah suatu harga yang diperlukan dalam menentukankecepatan pada proses penyayatan atau pemotongan benda kerja. Hargakecepatan potong tersebut ditentukan oleh jenis alat potong dan jenis bendakerja yang dipotong.Adapun rumus dasar untuk menentukan kecepatan potong adalah:

Vs = m/menit1.000

d Sπ × ×

Keterangan:Vs : kecepatan potong dalam m/menitd : diameter pisau dalam mmS : kecepatan putar spindel dalam rpmπ : 3,14Faktor-faktor yang mempengaruhi harga kecepatan potong.1) Bahan benda kerja/material

Semakin tinggi kekuatan bahan yang dipotong maka harga kecepatanpotongnya semakin kecil.

2) Jenis alat potongSemakin tinggi kekuatan alat potongnya maka harga kecepatan potongnyasemakin besar.

3) Besarnya kecepatan penyayatan/asutanSemakin besar jarak asutan maka kecepatan potongnya semakin kecil.

4) Kedalaman penyayatan/pemotonganSemakin tebal penyayatan maka harga kecepatan potongnya semakin kecil.

b. Jumlah PutaranJika harga kecepatan potong benda kerja diketahui makajumlah putaran sumbu utama dapat dihitung dengan ketentuan:

n = 1.000 put/menitVc

d×

π

c. Kecepatan Asutan (F)Secara teoritis kecepatan asutan bisa dihitung dengan rumus:

F = n × fpt × ZnKeterangan:n : jumlah putaran dalam put/menitfpt : feed per teeth dalam mmZn : jumlah gigi pisauContoh:Diketahui pisau HSS Shell Endmill Ø 40 mm dengan jumlah gigi 6 buah,dipergunakan menyayat besi St 36 kecepatan potong 25 m/menit, kecepatanpergigi (fpt) 0,02 mm.Ditanyakan:a. Berapa jumlah putaran mesin?b. Berapa kecepatan penyayatan?

370

Jawab:

a. n = 1.000 put/menitVc

d×

π

n = 25 1.0003,14 40

×× = 199,044 put/menit

b. F = n × fpt × ZnF = 199.044 × 0.02 × 6 = 23,885 mm/menit

4. Pengoperasian DisketPada Mesin Bubut CNC TU-3A dilengkapi dengan penggerak disket atau disk

drive yang berfungsi untuk pengoperasian disket. Dengan sistem layanan disket inisemua program CNC dapat disimpan ke dalam disket atau dapat memindahkanpogram CNC dari disket ke dalam memori mesin. Hal ini dilakukan karenakemampuan mesin yang terbatas, yakni mesin hanya mampu menyimpan dataketika mesin dalam kondisi hidup, sedangkan apabila mesin dimatikan, semua dataprogram yang ada di dalam memori mesin akan hilang.

Ada beberapa kemungkinan yang dapat menyebabkan data yang ada di dalammemori mesin hilang, antara lain:a. Tombol emergensi ditekan.b. Terjadi gangguan listrik, yang menyebabkan terputusnya aliran listrik yang

masuk ke mesin.Apabila terjadi hal-hal tersebut di atas, dengan sistempelayanan disket akan memudahkan operator untukmemasukkan data-data program ke dalam memori mesinmelalui data program yang tersimpan di dalam disket. Jenisdisket yang digunakan dalam pengoperasian mesin adalahdisket DS, DD(double side, double density) dengan ukurandisket 3,5 inch.

Untuk pengoperasian disket pada Mesin Bubut CNC TU 3A ada beberapa urutanyaitu:a. Memformat disket

Memformat disket adalah pengisian lintasan track dan sector sehingga dapatdipergunakan untuk menyimpan data program. Adapun langkah memformatdisket sebagai berikut.1) Masukkan disket pada disk drive maka lampu led akan menyala.

2) Pindahkan cursor pada kolom G dengan menekan tombol .

3) Tulis G65 kemudian tekan tombol , (pada monitor tertayang fungsi pita).

4) Tekan tombol + secara bersamaan maka pada monitor akantampil pita hapus dan tertulis C er (erase), tunggu sampai format selesai.

b. Menyimpan program dari mesin ke dalam disket1) Masukkan disket pada disk drive maka lampu led akan menyala.

2) Pindahkan cursor pada kolom G dengan menekan tombol .

3) Tulis G65 kemudian tekan tombol , (pada monitor tertayang fungsi pita).

Gambar 12.105 Disket

371

4) Tekan tombol (pada monitor tertayang menyimpan programno P….).Nomor program untuk menyimpan dapat dipilih P00–P99, 000–999.

5) Tulis nomer program yang diinginkan, misal 281 kemudian tekan tombol ( pada monitor akan tertayang nomer 281 akan tersimpan dan

mesin akan menampilkan program yang tersimpan di dalam disket tunggusampai proses penyimpanan selesai.

c. Memanggil program dari disket ke mesin1) Masukkan disket pada disk drive maka lampu led akan menyala.2) Pindahkan cursor pada kolom G dengan menekan tombol .3) Tulis G65 kemudian tekan tombol , (pada monitor tertayang fungsi pita).4) Tekan tombol (pada monitor tertayang fungsi pita….).5) Tulis nomer program yang akan dipanggil, misal 282. Kemudian tekan

tombol (pada monitor akan tertayang: program tersimpan dan mesinakan menampilkan program-program yang tersimpan di dalam disket)kemudian disusul program akan terbaca, maksudnya nomer program yangtersimpan di dalam disket akan ditampilkan. Tunggu sampai prosespembacaan selesai.

5. Cara Setting Pisau terhadap Benda KerjaSebelum melaksanakan eksekusi program-program CNC dengan benda kerja

terlebih dahulu dilakukan setting pisau terhadap benda kerja. Setting ini menepatkantitil nol benda kerja yang sudah terlebih dahulu kita tentukan dengan sumbu pisaufrais terhadap tiga bidang benda kerja dengan cara penyayatan manual. Settingbenda kerja ini dapat dilaksanakan dengan langkah-langkah sebagai berikut.Misal: setting pisau frais dengan Ø 10 mm, kecepatan putar spindel utama1.500 put/menit. Posisi awal pisau frais berada –15 mm terhadap titik nol sumbu Xbenda kerja. 0 mm terhadap sumbu Y benda kerja. 10 mm di atas permukaanbenda kerja pada sumbu Z.a. Setting pisau terhadap benda kerja pada sumbu X

1) Periksa diameter pisau yang dipergunakan kemudian tentukan putaranspindel utama.

2) Pasang benda kerja pada ragum dan jepit dengan kuat.3) Putar spindel utama dan yakinkan putaran sudah senter.4) Turunkan pisau dengan menggerakkan

sumbu Z dan atur kedalaman yang diperlukandi sebelah sisi luar benda kerja.

Gambar 12.106 Setting tool terhadap sumbu X

372

5) Sentuhkan pisau kearah sumbu + X pada sisi luar benda kerja denganmenggerakkan pelan-pelan kearah benda kerja, setelah pisau menyentuhbenda kerja pada monitor akan tertayang nilai harga X, misal: X = 201.hapus nilai harga X dengan tombol DEL, sehingga nilai harga X = 00.

Tekan tombol INP dan tulis -500, kemudian tekan INP maka pada monitor nilaiharga X = -500. Nilai X = 500= radius pisau frais 5 mm. nilai minus Xmenunjukkan arah. Maka setting terhadap sumbu X sudah selesai. (LihatGambar 12.102)

b. Setting pisau terhadap benda kerja pada sumbu YPisau masih tetap pada posisi di atas, bebaskan pisau terhadap benda kerjadan geser ke arah sumbu –Y, kemudian gerakkan pisau ke kanan ke arahsumbu + X.1) Sentuhkan pisau ke arah sumbu +Y pada setelah

sisi luar benda kerja dengan menggerakkanpelan-pelan ke arah benda kerja, setelah pisaumenyentuh benda kerja pada monitor akantertayang nilai harga Y, misal: Y = 1.100.

2) Hapus nilai harga Y dengan tombol DEL, sehingga nilai harga Y = 00. Tekantombol INP dan tulis –500, kemudian tekan INP maka pada monitor nilaiharga Y = –500. Nilai Y = 500 = radius pisau frais 5 mm, maka settingterhadap sumbu Y sudah selesai.

c. Setting pisau terhadap benda kerja pada sumbu ZPisau masih tetap pada posisi di atas, bebaskan pisau terhadap benda kerjadan gerakan naik ke arah sumbu +Z.1) Gerakkan pisau ke arah sumbu +Y sehingga pisau berada di atas

permukaan benda kerja.2) Turunkan pisau perlahan-lahan ke arah

permukaan benda kerja (sumbu – Z), setelahpisau menyentuh benda kerla pada monitor akantertayang nilai harga Z, misalnya: Z = –964 hapusnilai harga Z dengan tombol DEL, sehingga nilaiharga Z = 00.

3) Gerakkan pisau naik ke arah sumbu +Z = 1.200,sesuai ketinggian posisi awal pisau.

4) Geser pisau ke arah sumbu X = –1.500 dan ke arah sumbu Y = 0 makalangkah setting pisau terhadap benda kerja selesai dan program siapdieksekusi dengan pelayanan CNC.

Gambar 12.107 Settingtool terhadap sumbu Y

Gambar 12.108 Setting toolterhadap sumbu Z

373

Gambar 12.109 Posisi akhir pahat sebelum proses running

6. Contoh-Contoh Aplikasi Fungsi G, Fungsi M, serta Soal LatihanBagian Ia. Fungsi G 00

Fungsi G 00 adalah aplikasi perintah gerak cepat tanpa menyayat, aplikasi inibiasanya digunakan untuk memposisikan pisau. Berikut simulasi blok G 00.

Gambar 12.110 Ilustrasi blok program fungsi G 00

Keterangan:N : Nomor blokG : Kolom input fungsi atau perintahX : Gerak memanjangY : Gerak melintangZ : Gerak pisau (vertikal)F : Kecepatan langkah penyayatan

Contoh:

Gambar 12.111 Contoh gambar kerja simulasi G 00

Dari gambar kerja di atas diketahui:Diameter pisau : 10 mmPosisi Sumbu X : –10 mmPosisi Sumbu Y : –10 mmPosisi Sumbu Z : 20 mm.Buatlah susunan program plotter dengan metode absolut dan incremental.

N G X Y Z F

. . . 00

374

Metode AbsolutN G X Y Z F H00 92 –1.000 –1.000 2.00001 M0302 00 –1.000 00 2.00003 00 –1.000 00 0004 00 5.000 00 0005 00 5.000 5.000 0006 00 00 5.000 0007 00 00 00 0008 00 00 00 2.00009 00 00 2.500 0010 00 2.500 2500 0011 00 2.500 5.000 0012 00 2.500 5.000 2.00013 00 –1.000 –1.000 2.00014 M0515 M30

Keterangan gerakan:N 00 : Fungsi G 92 menunjukan program absolutN 01 : Spindle utama berputarN 02 : Pisau didekatkan pada titk 0 sumbu YN 03 : Pisau diturunkan pada titik 0 Sumbu ZN 04 : Proses plotter pisau bergerak dari titik A ke titik BN 05 : Proses plotter pisau bergerak dari titik ke titik CN 06 : Proses plotter pisau bergerak dari titik C ke titik DN 07 : Proses plotter pisau bergerak dari titik D ke titik AN 08 : di Titik A pisau dinaikkan +20 mm, sumbu ZN 09 : Dari titik A pisau dipindah ke titik EN 10 : Di Titik E pisau diturunkan pada titik 0 sumbu ZN 11 : Proses plotter dari titik E ke titik FN 12 : Proses plotter dari titik F ke titik GN 13 : Di titik G pisau dinaikkan +20mm, dari titik 0 sumbu ZN 14 : Pahat dikembalikan di posisi awal X-1.000, Y-1.000N 15 : Spindle dimatikanN 16 : Program selesai

Tugas: Dari gambar di atas buatlah simulasi plotter beserta keterangangerakannya.

Soal : Buatlah susunan program plotter dengan metode absolut dan incre-mental. Pisau yang digunakan berdiameter 10 mm.

375

Gambar 12.112 Gambar kerja simulasi G00

b. Fungsi G 01Fungsi G 01 adalah aplikasi perintah gerak lurus menyayat, berikut adalahsimulasi blok G 01.

Gambar 12.113 Ilustrasi blok program fungsi G 01Contoh:

Gambar 12.114 Gambar kerja simulasi G 01

Buatlah program absolut dan incremental dari gambar di atas.Diameter pisau yang digunakan 10 mm.Metode Absolut

N G X Y Z F H00 92 –1.000 –1.000 100001 M0302 00 –1.000 00 1.00003 00 –1.000 00 –10004 01 5.000 00 –10005 01 5.000 5.000 –10006 01 00 5.000 –10007 01 00 00 –10008 00 00 00 2.000

N G X Y Z F

. . . 01

376

09 00 –1.000 –1.000 2.00010 M0511 M30

Tugas: Buat susunan program dari Gambar 12.116 dengan metodeIncremental.

Gambar 12.115 Gambar kerja simulasi G 01

Soal: Buatlah susunan program absolut dan incremental dari Gambar 12.115,usahakan meminimalisir penggunaan blok program. Diameter pisau yangdigunakan 10 mm.

c. Fungsi G 02Fungsi G 02 adalah gerakan interpolasi searah jarum jam atau dengan katalain fungsi ini digunakan untuk membuat cekungan. Berikut adalah ilustrasi blokG 02.

Gambar 12.116 Ilustrasi blok program fungsi G 02

d. Fungsi G 03Fungsi G 03 adalah gerakan interpolasi searah jarum jam atau dengan katalain fungsi ini digunakan untuk membuat suatu pola radius. Berikut ilustrasiblok G 03.

Gambar 12.117 Ilustrasi program fungsi G 02

Untuk aplikasi G 03, jika radius yang akan dibuat mempunyai sudut kurang dari90°, memerlukan fungsi tambahan M99, sama halnya dengan aplikasi G 02.Berikut contoh penggunaan aplikasi G 02 dan G 03.

N G X Y Z F

. . . 03

M99 I J K

N G X Y Z F

. . . 02

M99 I J K

377

Gambar 12.118 Gambar Kerja Simulasi G 02

Dari Gambar 12.118 buatlah susunan program dengan metode absolut.Diameter pisau yang digunakan 10 mm.Metode Absolut

N G X Y Z F H00 92 –1.000 –1.000 1.00001 M0302 00 –1.000 00 1.00003 00 –1.000 500 –10004 01 1.500 500 –10005 03 2.500 1.500 –10006 01 2.500 3.500 –10007 02 3.500 4.500 –10008 01 5.500 5.000 –10010 00 5.500 5.000 1.00011 00 –1.000 –1.000 1.00012 M0513 M30

Tugas: Dari Gambar 12.118 buatlah pemrograman dengan sistem incremental.Soal:

Gambar 12.119 Gambar Kerja Simulasi G 02

378

Tugas: Dari Gambar 12.119 buatlah pemrograman dengan sistem incrementaldan absolut. Diameter pisau yang digunakan 10 mm.

Pemrograman dengan G02 dan G03 jika gerakan melingkar kurang dari 90°Fungsi M99 dipergunakan jika radius yang akan dibuat mempunyai sudut

kurang dari 90°. Dari ilustrasi di atas, yang dimaksud I adalah jarak titik awalmelingkar sampai ke titik pusat radius searah sumbu X, sedangkan yangdimaskud dengan J adalah jarak titik awal melingkar sampai ke titik pusat ra-dius searah sumbu Y dan yang dimaksud dengan K adalah jarak titik awalmelingkar sampai ke titik pusat radius searah sumbu Z.

Pemograman ini dilaksanakan dalam dua balok tetapi merupakan satugerakan penyayatan. Harga I dan J dalam pemograman ini adalah inkrimentaldan dapat bernilai negatif dan positif. Berikut ini salah satu penggunaan aplikasiG 02, G03, M99.

Gambar 12.120 Gambar Kerja Simulasi G 02, G 03, M99

Dari gambar di atas koordinat tiap titiknya sebagai berikut.

No. X Y

1. 12,63 12,632. 25 7,53. 37,37 12,634. 21,46 21,465. 28,54 28,546. 21,46 28,547. 28,54 21,468. 12,5 339. 37,5 33

10. 7,6 40,8611. 25 42,512. 32,4 40,86

Diameter pisau yang digunakan 5 mm.Kedalaman penyayatan 1,5 mm.Posisi awal pisau:Sumbu X : –10 mmSumbu Y : –10 mmSumbu Z : +10 mm

Soal: Buatlah susunan program dengan metode absolut dan incremental.

379

e. Fungsi G 04Fungsi dengan sandi G 04 adalah perintah diam sesaat. Aplikasi inimemerintahkan komputer untuk menghentikan feeding beberapa saat, dengankondisi spindle masih berputar. Untuk lebih jelasnya kita lihat simulasi blokprogramn G 04 sebagai berikut.

Gambar 12.121 Ilustrasi blok program fungsi G 04Pada kolom X, kolom tersebut diisi dengan angka tenggat waktu berhentifeeding mesin. X = 300 dimaksudkan feeding mesin berhenti selama 3 detik.

f. Fungsi G 21Aplikasi G 21 adalah aplikasi penyisipan satu blok program, aplikasi ini bisadibentuk menggunakan tombol kombinasi . Setelah blok sisipanterbentuk, perintah G 21 yang tercantum pada kolom G, bisa dihapus barukemudian diisikan program sisipan. Lebih jelas lihat ilustrasi berikut.

N G X Z F20 00 . . . . . . . . . (tekan ~ + INP)21 01 . . . . . . . . .

N G X Z F20 00 . . . . . . . . .21 21 . . . . . . . . . (hapus fungsi G 21, kemudian isi

blok ini dengan program yang di-kehendaki)

22 01 . . . . . . . . .Gambar 12.122 Ilustrasi blok program G 21

g. Fungsi G 25 dan M 17Pada pekerjaan frais banyak ditemukan bentuk-bentuk pengerjaan yang samadalam satu benda kerja, sehingga di dalam pembuatan bentuk-bentuk tersebutmemerlukan pemrograman tersendiri. Pemrograman itu menggunakanprogram subrutin.Kegunaan program subrutin:1) Untuk membuat bentuk yang sama.2) Untuk membuat bentuk sesuai kontur.Pada pemrograman subrutin terdiri dari program utama dan programsubprogram/subrutin. Biasanya program subrutin dibuat dalam blok tersendiridan terpisah dengan program utama dengan metode incremental.Format pemanggilan pemrograman subprogram/subrutin.

Gambar 12.123 Ilustrasi blok program G 25

N G X Y Z F

. . . 04 300

N G X Y Z F20 25 . . . . . . . . . L 30

21 00 . . . . . . . . .

380

Maksud dari L 30 pada kolom F di atas adalah nomor blok subprogram yangakan dipanggil pada saat proses pengerjaan benda kerja. Subprogram yangdibuat selalu dalam bentuk incremental. Agar lebih jelas kita lihat contohpenggunaan aplikasi G 25 berikut ini.

Gambar 12.124 Gambar kerja simulasi G 25

Tugas 1: Buatlah susunan program dari gambar di atas dengan metode absolut.

N G X Y Z F00 92 –1.000 –1.000 100001 M0302 00 1.000 4.375 1.00003 00 1.000 4.375 0004 25 L 3005 00 2.000 3.125 1.00006 00 2.000 3.125 0007 25 L 3008 00 1.000 1.875 1.00009 00 1.000 1.875 0010 G 25 L 3011 00 2.000 625 1.00012 00 2.000 625 0013 25 L 3014 00 –1.000 –1.000 1.00015 M0516 M30~ ~ ~ ~ ~ ~ ~

30 9131 01 00 00 –10032 01 2.000 00 00 6033 00 00 00 1.10034 9035 M17

381

Tugas 2: Buatlah susunan program G 25 dengan pedoman Gambar 12.124buat dengan metode incremental.

Soal:

Gambar 12.125 Gambar kerja simulasi G 25

h. Fungsi G 27Fungsi G 27 adalah aplikasi program melompat blok. Aplikasi ini dikombinasikandengan fungsi M06 yaitu aplikasi penggantian tool. Agar lebih jelas lihat ilustrasidari fungsi G 27 di bawah ini.

N G X Y Z F. . . . . . . . . . . . . . . . . .30 27 L 4031 M06 D1.000 D200 00 T0132 00 1.000 100. . . . . . . . . . . . . . . . . .40 M06 D2.000 S200 00 T0141 00 1.200 –200. . . . . . . . . . . . . . . . . .

Gambar 12.126 Ilustrasi blok program G 27

Dari Gambar 12.126 di atas terlihat bahwa blok program N 31 hingga N 39dilewati (skip), program berikutnya langsung menuju blok program N 40.

7. Kompensasi Radius Pisau Sejajar SumbuDalam pemrograman fungsi-fungsi G terdahulu, jalannya pisau selalu pada

titik pusat pisau. Pekerjaan yang bervariasi dapat dilaksanakan dengan penambahandan pengurangan radius pisau, perhitungan pada pengurangan dan penambahanradius dapat diambil alih oleh mesin dengan informasi yang sesuai.Fungsi-sungsi yang dipergunakan dalam radius kompensasi adalah G 40, G 45, G46, G 47, dan G 48. Sebelum pemrograman dengan fungsi G 45, G 46, G 47, dan G48 harus didahului dengan data alat potong dengan M06.

382

Gambar 12.127 Kompensasi radius

8. Contoh-Contoh Aplikasi Fungsi G, Fungsi M, serta Soal LatihanBagian IIa. Fungsi G 40

Perintah G 40 adalah untuk membatalkan kompensasi radius yang sedangaktif yakni: G 45, G 46, G 47, dan G 48.

b. Fungsi G 45Fungsi G 45 adalah aplikasi penambahanradius pada kontur bagian dalam kantong.Perintah ini hanya berlaku untuk arahgerakan sumbu X dan Y. Bila perintah inidiaktifkan pisau akan bergerak ke arahsumbu X atau sumbu Y, dengan jaraksesuai perintah program ditambah radiuspisau. Berikut ini adalah ilustrasi penerapanfungsi G 45. Jika Pisau yang digunakanberdiameter 10 mm.

N G X Y Z F. . . . . . . . . . . . . . . . . .31 M06 D500 S1.200 00 T0132 4533 00 X3.600 Y00 Z0040 4041 M30 1.200 –200. . . . . . . . . . . . . . . . . .

Gambar 12.129 Ilustrasi blok program G 45

c. Fungsi G 46Fungsi G 46 adalah fungsi pengurangan radius pada kontur bagian luar. Perintahini hanya berlaku untuk arah gerakan sumbu X dan Y. Bila perintah ini diaktifkanpisau akan bergerak ke arah sumbu X atau sumbu Y, dengan jarak sesuaiperintah program dikurangi radius pisau.

Gambar 12.128 Simulasi G 45

383

Gambar 12.130 Simulasi G 46

Berikut salah satu penerapannya. Diameter pisau yang digunakan 10 mm.

N G X Y Z F. . . . . . . . . . . . . . . . . .31 M06 D500 S1.200 00 T0132 4633 00 X4.000 Y00 Z0040 4041 M30 1.200 –200. . . . . . . . . . . . . . . . . .

Gambar 12.131 Ilustrasi blok program G 45

d. Fungsi G 47Fungsi G 47 adalah penambahan radius pisau dua kali pada kontur bagian luar.Perintah ini hanya berlaku untuk arah gerakan sumbu X dan Y. Bila perintah inidiaktifkan pisau akan bergerak ke arah sumbu X atau sumbu Y, dengan jaraksesuai perintah program ditambah dua kali radius pisau. Berikut salah satucontoh penerapannya.Contoh:Pisau yang digunakan berdiameter 10 mm.

Gambar 12.132 Simulasi G 47

Susunan program simulasi G 47

N G X Y Z F. . . . . . . . . . . . . . . . . .31 M06 D500 S1.200 00 T0132 4633 01 2.800 2.200 00 5040 4741 01 4.000 00 00 5042 01 00 3.800 00 50

384

43 01 –4.000 00 00 5044 01 00 –3.000 00 5045 4546 00 –2.800 –1.500 0047 40

48 M30

e. Fungsi G 48Fungsi G 48 adalah pengurangan radius pisau pada kontur bagian dalam.Perintah ini hanya berlaku untuk arah gerakan sumbu X dan Y. Bila perintah inidiaktifkan pisau akan bergerak ke arah sumbu X atau sumbu Y, dengan jaraksesuai perintah program ditambah dua kali radius pisau. Berikut salah satucontoh penerapannya.Contoh:Pisau yang digunakan berdiameter 10 mm.

Gambar 12.133 Simulasi G 48

Susunan program simulasi G 48

N G X Y Z F. . . . . . . . . . . . . . . . . .31 M06 D500 S1.200 00 T0132 4533 00 2.800 2.200 0040 01 00 00 –50041 4842 01 4.000 00 00 5043 01 00 3.000 00 5044 01 –4.000 00 00 5045 01 00 –3.000 00 5046 00 00 00 50047 4548 00 –2.800 –2.200 0049 M30

385

f. Fungsi M06Fungsi M06 digunakan untuk membuat benda kerja yang menggunakan lebihdari satu alat potong, misalnya dengan pisau frais (slot endmill, shell endmill,bor), dan lain-lain. Sebelum membuat program harus diketahui terlebih dahulutentang data alat potong (jenis alat potong, diameter alat potong, posisi alatpotong yang satu dengan yang lainnya, dan selisih panjang alat potong). Berikutini ilustrasi blok program fungsi M06.

Gambar 12.134 Ilustrasi blok program M06

Sebelum melakukan pemrograman penggantian alat terlebih dahulu kitamenyiapkan hal-hal sebagai berikut.1) Menentukan urutan kerja alat potong

Menentukan urutan kerja alat potong adalah urutan langkah-langkah prosespenyayatan pada benda kerja yang dikerjakan sesuai hasil analisa gambar.Sebagai ilustrasi dapat dilihat pada gambar di bawah.

Shell end mill adalah tool yang dipergunakanuntuk mengefrais mula, yaitu prosesmengefrais untuk meratakan suatu bidang.

Slot end mill digunakan untukmembuat alur I, pada bendakerja.

T Slot End Mill pisau frais jenisini dipergunakan untuk mem-buat alur T.

2) Menentukan data alat potongData alat potong yang dimaksud di sini adalah data tentang nama alat potong,diameter alat potong, kecepatan penyayatan, dan lain-lain. Untukmempermudah pemrograman maka dibuatkan lembar data seperti dibawah.

N G X Y Z F

. . . M06 D S . . . . . . . . .

Gambar 12.135 Shell end mill

Gambar 12.136 Slot end mill

Gambar 12.137 T slot end mill

386

Cara memasukkan data alat potong.a) Alat potong diletakkan pada kolom sesuai urutan kerja alat potong.b) Data alat potong dimasukkan pada kolom yang sesuai:

d = diameter alat potong/pisau (mm)D = radius pisau (mm)F = kecepatan penyayatan pisau (mm/menit)t = kedalaman penyayatan maksimal (mm)S = jumlah putar (Rpm)Hz = harga selisih panjang alat potong (mm)

3) Mencari selisih panjang alat potongUntuk mencari selisih panjang pada masing-masing alat potong terlebihdahulu alat potong diukur. Pengukuran di sini dapat dilakukan dengan caramengoperasikan semua alat potong pada permukaan referensi ataumenyentuhkan ujung alat potong/pisau pada alat dial indikator.Langkah-langkah mencari selisih panjang alat potong/pisau dengan caramenyentuhkan pisau pada permukaan referensi.a) Benda kerja dijepit pada ragum sebagai permukaan referensi.b) Pisau nomer 1 (T01 = Shell end mill Ø 40 mm) dipasang pada rumah

alat potong.c) Putar saklar pada posisi 1 (spindel berputar), gerakkan pisau ke bawah

sampai menyentuh permukaan benda kerja.d) Pada monitor akan tertayang harga Z; misal = –1.404, tekan tombol

DEL maka harga Z = 0. Pisau nomer 1 sebagai referensi untuk mencariselisih panjang masing-masing pisau.

e) Harga Z = 0 dimasukkan pada lembar data alat potong kolom 1, yakniT01 pada baris Hz = 0.

f) Pisau nomer 1 dilepas kemudian pisau nomer 2 (T02 = Slot endmill Ø 10) dipasang.

g) Penggoresan ke permukaan benda kerja dapat dilakukan sesuai denganlangkah-langkah sebelumnya, pada monitor akan tertayang hargaZ = –200 maka selisih harga Z terhadap pisau nomer 1 dimasukkanpada lembar data kolom 2 baris Hz = –200.

h) Dengan cara yang sama untuk pisau berikutnya dapat digoreskanseperti di atas, kemudian selisih panjang masing-masing pisaudimasukkan pada lembar data.Catatan:– Untuk penggoresan pisau pada permukaan benda kerja pisau harus

berputar.

Jenis Tool

d

D = d2

FtSHz

T01Shell End Mill

40

20

750,75200

T02Slot End Mill

10

5

755

1.500

T03T Slot End Mill

16

8

1008

1.600

387

– Untuk menyentuhkan ujung pisau pada sensor dial indikator pisauharus diam.

i) Setelah setting untuk masing-masing alat potong maka hasil selisihpanjangnya dimasukkan pada lembar data untuk mempermudah dalampembuatan program CNC.

Berikut ini contoh penggantian alat dengan program M06.

Gambar 12.138 Gambar kerja simulasi M06

Pisau nomer 1 Shell end mill Ø 40 mm dipakai untuk penyayatanpermukaan.Pisau nomer 2 Slot end mill Ø 10 mm dipakai untuk penyayatan alur tepi.

N G X Y Z F01 M0302 M06 D = 2.000 S = 200 00 T0103 00 –2.200 1.500 1.00004 00 –2.200 1.500 –7505 01 7.200 1.500 –75 5006 00 7.200 3.500 –7507 01 –2.200 3.500 –75 5008 M0509 00 –2.200 3.500 4.00010 M06 D = 500 S = 1.250 –1.404 T0211 M0312 00 –800 00 4.00013 00 –800 00 –20014 01 5.000 00 –200 75

Jenis Tool

d

D = d2

FtSHz

T01Shell End Mill

40

20

750,75200

0

T02Slot End Mill

10

5

755

1.500–1.404

T03T Slot End Mill

16

8

1008

1.600–200

388

15 01 5.000 5.000 –200 7516 01 00 5.000 –200 7517 01 00 00 –200 7518 00 00 00 4.00019 M0520 M06 D = 2.000 S = 200 00 T0121 00 –3.000 00 1.00022 M30

Keterangan:Pergantian tool terjadi pada blok nomor N02, N10, dan N22. Untukpemrograman dengan lebih dari satu alat potong, posisi pisau ke 1harus dikembalikan pada posisi awal program. Penulisan program untukkembali ke awal program biasanya ditulis sebelum blok M30.Lihat contoh di atas!

g. Fungsi G 72

Gambar 12.139 Ilustrasi Blok Program G 72

Fungsi G 72 adalah siklus pengefraisan kantong segi empat (pocket millingcycle), berikut ini adalah contoh pembuatan kantong dengan mesin CNC TU3A.Pemrograman fungsi G 72 dengan metode absolut.Ukuran kantong terhadap sumbu X dan sumbu Y dihitung dengan cara sebagaiberikut.1. Titik awal penempatan pisau terhadap sumbu X + ukuran panjang kantong

X = (1.700 + 2.600).2. Titik awal penempatan pisau terhadap sumbu Y + ukuran panjang kantong

Y = (1.500 + 3.000)

Gambar 12.140 Gambar pemrograman G 72

N G X Y Z F

. . . M06 D S . . . . . .

. . . 72

389

N G X Y Z F(M) (D)(I) (J)(S) (K) (L)(T)

00 G 92 –1.500 00 1.00001 M0302 M06 D = 500 S = 1.500 00 T0103 00 X1.700 Y1.500 Z1.00004 00 X1.700 Y1.500 Z20005 72 4.300 4.500 –300 7506 00 1.900 2.000 1.00007 00 –1.500 00 1.000

08 M30

h. Fungsi G 73Adalah Siklus pengeboran dengan pemutusan tatal. Pengeboran denganperintah G 73 dilaksanakan dengan cara bertahap, yakni setiap 2 mm borbergerak maju secara otomatis kemudian akan berhenti dan bergerak mundur0.2 mm untuk memutus tatal.Selanjutnya dengan cara yang sama bor akan bergerak maju sampai batasyang ditentukan dan kembali ke posisi awal dengan gerakan yang cepat.

Gambar 12.141 Ilustrasi blok program G 73

Berikut adalah salah satu contoh siklus pengeboran.

Gambar 12.142 Simulasi pengeboran siklus G 73

Metode AbsolutN G X Y Z F

. . . 73 –1.800 35

Metode IncrementalN G X Y Z F

. . . 81 –2.000 35

N G X Y Z F

. . . 73

390

N G X Y Z F

. . . 82 35

i. Fungsi G 81Fungsi G 81 adalah aplikasi pemrograman pengeboran langsung. Pada kolom Z,diisi dengan nilai kedalaman pengeboran.

Gambar 12.143 Ilustrasi blok program G 81

Berikut simulasi program pengeboran dengan fungsi G 81.

Gambar 12.144 Simulasi G 81

Metode AbsolutN G X Y Z F

. . . 81 –2.200 35

Metode IncrementalN G X Y Z F

. . . 81 –2.400 35

j. Fungsi G 82Fungsi G 82 adalah siklus pengeboran langsung dengan berhenti sesaat.

Gambar 12.145 Ilustrasi blok program G 82

Pengeboran dengan G 82 dilaksanakan secara langsung sesuai batas ukuranyang ditentukan dan akan berhenti sesaat (5 detik) pada akhir batas pengeboran.Tujuannya untuk memutuskan tatal pemotongan bor tersebut kemudian borakan kembali pada posisi awal dengan gerakan cepat.

N G X Y Z F

. . . 81 35

391

Gambar 12.146 Simulasi G 82

Metode AbsolutN G X Y Z F

. . . 82 –2.200 35

Metode IncrementalN G X Y Z F

. . . 82 –2.400 35

k. Fungsi G 83Fungsi G 83 adalah siklus pengeboran dengan penarikan tatal. Pengeborandengan G 83 dilaksanakan secara bertahap, yakni setiap kedalaman pengeboran6 mm maka bor akan ditarik kembali pada posisi awal dengan gerakan cepat.Mata bor bergerak maju sedalam 5.5 mm kemudian meneruskan pengeboranberikutnya sedalam 6 mm sampai batas kedalaman yang ditentukan.Tujuan pengeboran dengan G 83 jika lubang yang dibuat dalam, dan tatal tidakkeluar dengan semestinya. Berikut adalah simulasi blok program G 83.

Gambar 12.147 Ilustrasi blok program G 83

Simulasi gerakan program G 83

Gambar 12.148 Simulasi G 83

N G X Y Z F

. . . 83 35

392

Metode AbsolutN G X Y Z F

. . . 83 –2.200 35

Metode IncrementalN G X Y Z F

. . . 83 –2.400 35

l. Fungsi G 85Fungsi G 85 adalah siklus perintah untuk melaksanakan pereameran sampaibatas ukuran kedalaman yang ditentukan dan pisau akan kembali pada posisiawal. Perintah G85 adalah gabungan dari dua perintah G 01.Reamer adalah proses peluasan dan penghalusan lubang hingga tingkatkekasaran N6.

Gambar 12. 149 Ilustrasi blok program G 85

Berikut ini contoh simulasi pereameran dengan fungsi G 85.

Gambar 12.150 Simulasi G 85

Metode AbsolutN G X Y Z F

. . . 85 –2.200 35

Metode IncrementalN G X Y Z F

. . . 85 –2.400 35

N G X Y Z F

. . . 85 35

393

m. Fungsi G 89Fungsi G89 adalah perintah untuk melaksanakan pereameran sampai batasukuran yang ditentukan, pada akhir batas kedalaman pisau akan berhentisesaat (5 detik). Selanjutnya pisau akan kembali pada posisi awal dengangerakan G 01.

Gambar 12.151 Ilustrasi blok program G 89

Berikut ini contoh simulasi pereameran dengan fungsi G 89.

Gambar 12.152 Simulasi G 85

Metode AbsolutN G X Y Z F

. . . 89 –2.200 35

Metode IncrementalN G X Y Z F

. . . 89 –2.400 35

N G X Y Z F

. . . 85 35

394

395

BAB 13MEMAHAMI MESIN CNC LANJUT

396

CNC (Computer Numerically Controlled) adalah salah satu sistem pengendaliyang banyak digunakan untuk mengendalikan atau mengatur pengoperasianmesin perkakas. Mesin perkakas yang dilengkapi dengan sistem CNC (Mesin

Perkakas CNC) secara umum tidak berbeda dengan mesin perkakas konvensional.Fungsi CNC dalam hal ini lebih banyak menggantikan pekerjaan operator dalam mesinperkakas konvensional, misalnya pekerjaan mengatur gerakan pahat sampai pada posisisiap memotong, gerakan pemotongan, dan gerakan kembali ke posisi siap memotong.Demikian pula dengan pengaturan kondisi pemotongan (kecepatan potong, kecepatanmakan, dan kedalaman pemotongan) serta fungsi pengaturan yang lain sepertipenggantian pahat, pengubahan transmisi daya (jumlah putaran poros utama), danarah putaran poros utama, pengekleman, pengaturan cairan pendingin, dan sebagainya.

Pekerjaan operator mesin perkakas CNC hanya tinggal mengawasi jalannyapekerjaan yang berlangsung secara otomatis (sesuai dengan program NC yang dibuatkhusus untuk pekerjaan itu) mengambil dan memasang benda kerja serta mengukurkualitas geometri produk. Namun demikian, bukan berarti tidak diperlukan lagi operatormesin yang baik, sebaliknya, justru diperlukan tenaga operator yang ahli dengan beberapakemampuan antara lain:1. Memasukkan program NC serta data lain yang diperlukan ke dalam memori

komputer mesin dengan prosedur tertentu.2. Menguasai prosedur menjalankan dan menghentikan proses pada setiap siklus

operasi ataupun pada kondisi darurat (emergency stop).3. Mengukur kualitas geometris produk dan mencari sumber/penyebab penyimpangan

dan melakukan tindakan pencegahan ataupun koreksi (dengan masukan datakompensasi sampai pada pembetulan peralatan bantu ataupun komponen mesinlainnya dalam batas tanggung jawabnya).

4. Memberikan informasi atau umpan balik kepada pemrogram NC, bagian PerkakasBantu dan Bagian Perkakas Potong (pahat) untuk tujuan perbaikan maupunpengembangan teknologi produksi.

5. Bekerja sama dengan personal Bagian Kontrol Kualitas dan Bagian Pemeliharaanbila diperlukan dalam hal penanggulangan masalah kerusakan produk maupunkerusakan mesin.Mesin perkakas CNC mempunyai kemampuan yang lebih tinggi daripada mesin

perkakas konvensional khususnya dalam hal ketelitian, ketepatan dan produktivitas,serta kompleksitas pekerjaan yang dapat ditangani.

Ketelitian yang tinggi mempunyai makna bahwa produk dengan kesalahannya kecil,ukuran yang cermat serta daerah toleransi geometri yang sempit dapat dibuat denganlebih mudah pada mesin perkakas CNC daripada dengan mesin perkakas konvensionalyang sejenis dan setingkat. Hal ini disebabkan oleh karena tiga hal yang utama yaitu:1. Konstruksi mesin perkakas CNC secara umum lebih baik, dengan pemakaian

elemen pembimbing dan penggerak yang teliti. Misalnya pemakaian elemenpenggerak ball-screw sebagai ganti poros ulir trapesium akan mengurangi gesekan,memperlancar gerakan, dan mempermudah pengontrolan gerakan (berkaitandengan aselerasi, deselerasi, dan berhenti pada posisi yang pasti).

397

Gambar 13.1 Ball-screw

2. Pemakaian sistem pendeteksi jarak/lokasi yang teliti. Sistem skala atau alat ukurperubah posisi yang digunakan dapat merupakan sistem langsung (direct, contohnyainductosyn atau photocosyn) atau sistem tak langsung (indirect, misalnya resolver)yang mampu memberikan informasi kepada unit pengontrol mesin sehingga lokasimata potong pahat pada sistem koordinat yang dipilih dapat diketahui dengan pasti.

3. Kompensasi kesalahan posisi karena kesalahan komulatif maupun kesalahan gerak-balik (back-lash) pada elemen penggerak dapat dilakukan dengan cara memasukkanharga kesalahan-kesalahan sistematik pada memori unit pengontrol mesin. Setiapkali elemen mesin bergerak melewati posisi yang telah ditetapkan secara otomatiskomputer mesin akan melakukan koreksi sesuai dengan harga yang telah disimpanpadanya. Dengan demikian ketelitian geometrik mesin dapat dijamin dan memenuhistandar pengetesan.

Gambar 13.2 Pendeteksian posisi secara tidak langsung

Ketepatan yang tinggi mempunyai arti bahwa pekerjaan dapat diulang dengan tanpakesalahan sesuai dengan program NC yang telah dibuat bagi pemesinan benda kerjayang bersangkutan. Kompleksitas pekerjaan atau kerumitan geometri produk yang harusdibuat dapat diatasi dengan memilih mesin perkakas dengan jumlah sumbu gerakanyang lebih banyak (3, 4 atau 5 sumbu) sehingga bidang rata ataupun yang terpuntirdalam ruang dapat diselesaikan karena derajat kebebasan gerakan pahat lebih banyak.Berbagai jenis pahat yang dibutuhkan sesuai dengan kompleksitas pekerjaan dapatdipersiapkan terlebih dahulu dan dipasang pada turret Mesin Bubut CNC (CNCTurning) ataupun disimpan pada bagian penyimpanan pahat pada Mesin Frais CNC(CNC Milling).

Penggantian pahat dapat berlangsung secara cepat berkat adanya alat penggantipahat otomatis (ATC, Automatic Tools Changer). Waktu nonproduktif dapat lebihditurunkan lagi dengan memakai alat pengganti benda kerja otomatis (APC, AutomaticPallet Changer), karena benda kerja dapat dipasang atau dibongkar di luar mesin sewaktuproses pemesinan benda kerja lain sedang berlangsung.

398

Alat Bantu pemegang (fixture) yang dipasang di atas pallet direncanakan sesuai denganbentuk dan ukuran benda kerja dan jumlah fixture sesuai dengan jumlah pallet. Denganmenggunakan pallet yang banyak, maka operasi mesin dapat berlangsung terus selamasatu shift tanpa campur tangan operator. Selain itu, jenis benda kerja tidak selalu harus satumacam, kombinasi dua jenis benda kerja atau lebih dapat dilakukan asalkan memori unitpengontrol mesin mampu menyimpan berbagai macam program NC, dan setiap palletmempunyai kode yang dapat dibaca oleh unit pengontrol mesin mengenai jenis pekerjaanyang harus dilakukan oleh benda kerja yang terpasang di atasnya. Ketelitian, ketepatan,kompleksitas, dan produktivitas Mesin Perkakas CNC hanya bisa dicapai bila telahdipersiapkan segalanya dengan baik. Hal ini akan kita bahas pada bab akhir dan sementaraitu patut diingat bahwa yang paling penting adalah kesempurnaan program NC-nya.

A. Mesin Perkakas CNCTidak berbeda dengan berbagai peralatan yang bekerja secara otomatis lainnya,

semua jenis mesin perkakas dapat dikontrol dengan memanfaatkan sistem CNC. Di dalamsistem CNC terdapat komputer sebagai elemen pengontrol utama. Istilah CNC padamulanya ditonjolkan demi untuk membedakan dengan jenis NC, akan tetapi istilah tersebutcenderung untuk disederhanakan menjadi NC, sebab orang akan tahu bahwa di dalamsistemnya selalu didapatkan komputer (Microprocessor, Clock, Memory, Bus, I/O interface).Fungsi komputer pada sistem CNC dapat dikelompokkan dalam tiga tugas yaitu:1. Mengubah data menjadi instruksi terinci guna mengontrol dan mengkoordinasikan

gerakan sumbu-sumbu mesin perkakas.2. Mengolah data masuk dan keluar seperti mengodekan (encoding), menerjemahkan

(decoding) data umpan balik dari alat ukur posisi, komunikasi dengan panel kontrol,reaksi terhadap sensor dan limit switch, dan sebagainya.

3. Mengatur fungsi mesin, misalnya menjalankan spindel, membuka/menutup cairanpendingin, mengganti pahat, mengganti palet, dan sebagainya.Pada waktu mesin dinyalakan, tindakan mula yang dilakukan komputer adalah

”Operasi Pengenalan Diri” (booting) dengan cara membaca Perangkat Lunak SistemOperasi (Operating System Software) yang tersimpan dalam ROM (EPROM atauMagnetic Bubble) dan dimasukkan dalam active-memory machine control unit (MCU).Dengan cara demikian komputer mengetahui fungsinya sebagai pengontrol suatu jenismesin perkakas. Tugas perangkat lunak sistem operasi ini antara lain berkaitan dengan:1. pendefinisian tugas (prioritas, lokasi, dan status);2. pengalokasian dan pengontrolan setiap komponen (hardware) untuk menangani

tugas; dan3. pengelolaan data (file, interface, I/O operations).Selain itu, diperlukan juga perangkat lunak kelengkapan (utility program) antara lainsebagai berikut.1. I/O routine, untuk mentransfer data.2. Text Editor; secara interaktif (komunikasi langsung dua arah) digunakan dalam

penulisan format program pembuatan benda kerja.3. Debug routine, secara interaktif diperlukan dalam mencoba program.4. Dump routine, untuk mencetak (printout) file dalam memori.5. Data conversion routine, untuk melaksanakan konversi data dua arah antara

I/O devices dengan CPU.6. Assembler, untuk menerjemahkan program yang ditulis dalam bahasa simbol

(symbolic/G code language) menjadi bahasa mesin (binary code) yang dimengertioleh processor.

399

Gambar 13.3 Komputer mikro dalam sistem CNC

Selain perangkat lunak sistem operasi yang dibuat oleh pabrik komputer pengontrol,(NC Builder) ROM juga berisi beberapa perangkat lunak yang tergolong sebagaiPerangkat Lunak Pemakaian Khusus (Special Application Software) antara lain sebagaiberikut.1. Program penghitung kecepatan (speed calculation software); untuk menentukan

kecepatan termasuk aselerasi dan deselerasi sumbu gerak mesin.2. Program interpolasi (interpolation software); untuk melakukan koordinasi gerakan

antara beberapa sumbu sehingga dicapai gerakan pahat relatif terhadap bendakerja seperti yang diprogram.

3. Program kompensasi kesalahan (error compensation software); untuk memperkecil(mengeliminir) kesalahan posisi akibat keterbatasan ketelitian komponen mesinataupun lenturan akibat berat komponen yang digerakkan dan mungkin juga akibatgaya-gaya pemotongan (yang diakibatkan oleh proses).

4. Program diagnosa kerusakan (diagnostic routine); untuk mempercepat analisakerusakan, menentukan sumber kerusakan, dan prosedur pembetulannya.Sewaktu sistem kontrol dipasang pada suatu jenis mesin perkakas maka tugas

pembuat mesin (machine tool builder) selain dari merakit beberapa perangkat kerasjuga perlu menuliskan program penggabungan (interface software, protocols) danmengisi ROM dengan parameter-parameter mesin (machine parameters) yangmerupakan batasan kerja mesin maupun harga-harga kompensasi kesalahan yangdiolah berdasarkan hasil kalibrasi (geometrical test of accuracy). Dengan demikianmesin perkakas dan sistem kontrol beserta segala peralatannya (peripherals) menjadisatu kesatuan yang siap untuk melaksanakan tugasnya.

Pemakai mesin perkakas NC (user) selanjutnya tinggal menuliskan program-program pembuatan komponen (NC-Part Programs) yang dapat disimpan pada RAM.Apabila segala peralatan telah disiapkan (fixture & tools) maka salah satu NC-partprogram tersebut dapat dipanggil (masuk dalam active memory) guna melaksanakanoperasi pemesinan bagi benda kerja yang sesuai. Dalam batas-batas tertentu pemakaimesin dapat mengganti harga beberapa parameter untuk menyesuaian prosedurpenanganan mesin dengan kebiasaan yang dianutnya serta penggantian harga-hargakompensasi kesalahan sebagai hasil dari rekalibrasi mesin yang dilakukan setelah mesindigunakan selama periode tertentu.

400

Pada mulanya sistem kontrol hanya ditangani oleh satu komputer mini, karena satukomputer hanya bisa menyelesaikan satu tugas pada suatu saat, maka kemampuansistem kontrol ini agak terbatas (hanya sesuai bagi mesin perkakas NC sederhana).Dengan kemajuan teknologi prosesor mikro (microprocessor) pada saat ini hampirsemua sistem CNC memanfaatkan microprocessor yang terpisah untuk menanganifungsi I/O (In & Output function). Dengan program yang tersimpan pada masing-masingEPROM-nya bagian yang menangani fungsi I/O tersebut menjadi ”pandai”(Intelegent I/O), sebagai contoh:1. A/D converter, mengubah data analog dari Resolver (alat ukur perubah posisi)

menjadi data digital yang dapat diproses oleh CPU.2. Mengubah karakter ASCII (American Standard Code of Information Interchange)

yang dihasilkan oleh papan tombol (keyboard, keypad) menjadi data biner yangdimengerti komputer.

3. Mengubah data biner menjadi bentuk yang dapat diperlihatkan (display) pada layarmonitor (CRT) ataupun pada unit pencetak (printer). Apabila monitor merupakangraphic CRT (mampu merekonstruksi gambar/grafik) maka diperlukan graphicprocessor.Pada Gambar 13.4. ditunjukkan beberapa microprocessor dibebani selain dari tugas

sebagai intelegent I/O, juga sebagai:1. Microprocessor untuk servocontrol (measuring circuit processor); untuk mengontrol

gerakan pahat relatif terhadap benda kerja dengan kemampuan kontrol sampaidengan 5 sumbu gerak (5 axes).

2. Microprocessor untuk tugas interpolasi (menentukan titik yang dituju pada suaturuang/koordinat dan cara mencapai titik tersebut seperti linier, sirkuler, ataupun parabolik).

3. Microprocessor untuk tugas operasi logik yang dikenal dengan nama PC(Programmable Controller atau PMC, Programmable Machine Controller), yangbertugas mengelola mesin seperti Control Panel, Automatic Tool Changer (ATC),dan bagian-bagian mesin lainnya.

Gambar 13.4 Konfigurasi tugas-tugas mikroprosesor

401

Dengan kombinasi NC dan PC seperti ini jumlah komponen elektrik yang dibutuhkanmesin perkakas CNC menjadi berkurang. Beberapa perangkat keras seperti timer,counter, dan relay/switch yang dirangkai secara permanen untuk tugas pengelolaanmesin dapat diganti dengan perangkat lunak yang berupa program yang ditulis olehMachine Tool Builder dan disimpan pada EPROM. Programasi bagi PC ini dilakukandengan memakai komputer pemrogram dengan bahasa tertentu. Pengaktifan danpenonaktifan komponen mesin perkakas seperti spindel (hidup, mati, arah putaran, dankecepatan putar), dan sebagainya dilaksanakan oleh processor pada PC (ProgrammableController) sesuai dengan program yang ditulis oleh Machine Tool Builder pada EPROM.

Lewat panel kontrol inilah komunikasi antara operator dengan mesin dilaksanakan.Pada layar CRT dapat dilihat segala informasi yang diinginkan. Selain itu bila CRTmempunyai kemampuan graphic (monochrome atau colour) maka simulasi prosesataupun pemrograman secara simbolik dapat dilaksanakan lewat MDI (Manual DataInput) pada panel kontrol. Data input dilaksanakan melalui berbagai media (diskette,cassete) yang digabungkan dengan bus melalui suatu interface.

B. Pengontrolan Sumbu Mesin Perkakas CNCPutaran spindel (poros utama mesin) yang memutar benda kerja (seperti pada

Mesin Bubut) atau yang memutar pahat (seperti pada Mesin Frais) dan gerakan pahatrelatif terhadap benda kerja merupakan masalah pokok dalam sistem pengontrolanmesin perkakas CNC. Berbagai teknik diterapkan untuk mengontrol gerakan pahat relatifterhadap benda kerja, masing-masing mempunyai kelebihan dan kekurangannya. Secaraumum sistem pengontrolan dapat diklasifikasikan menjadi beberapa jenis sebagai berikut.1. Sistem Kontrol Terbuka (Open Loop Control)

Pada sistem pengontrolan terbuka, motor penggerak (biasanya motor step)akan menggerakkan bagian yang digerakkan sesuai dengan perintah. Motor akanmulai berputar bila pulsa-perintah (command pulse) diberikan dan berhenti bila pulsatersebut tidak ada lagi. Jarak yang ditempuh ditentukan oleh:a. Jumlah pulsa yang diberikanb. Kepekaan (sensitivity) sistem pengontrolan

Kepekaan sistem pengontrolan dipengaruhi oleh karakteristik motor step, yaiturasio antara satuan pulsa (input) terhadap satuan gerakan (output) atau putaranper pulsa, dan rasio transmisi sistem penggerak dari motor sampai komponenyang digerakkan.Kecepatan gerakan ditentukan oleh frekuensi pulsa dan dibatasi sampai dengan

kecepatan maksimum sesuai dengan daerah kerja motor step (max. pps, pulseper second). Pada umumnya daya motor step adalah rendah, kurang dari 1 KW,sehingga pemakaiannya pun terbatas. Sistem kontrol terbuka dengan menggunakanmotor step merupakan cara yang murah dan mudah dilaksanakan akan tetapi tidakselalu merupakan cara yang terbaik. Karena merupakan loop control yang terbukamaka sistem pengontrolan mudah dipengaruhi oleh ”gangguan luar” dengandemikian ketelitian gerakan (kesalahan jarak/pemosisian) juga terpengaruh.

2. Sistem Kontrol Tertutup (Close Loop Control)Ketidaktepatan jarak atau posisi akhir dari elemen yang digerakkan karena

adanya gangguan dari luar dapat diperkecil dengan menerapkan sistem kontroltertutup, lihat Gambar 13.5.

402

Gambar 13.5 Sistem kontrol terbuka dan sistem kontrol tertutup yang diterapkanuntuk mengontrol sumbu mesin perkakas

Dalam sistem kontrol tertutup digunakan alat ukur posisi yang mampumemberikan umpan balik (feed-back) mengenai posisi akhir komponen yangdigerakkan. Dengan membandingkan sinyal umpan balik dengan sinyal referensimaka koreksi dapat dilakukan dan motor dapat diperintah untuk digerakkan lagi(plus atau minus) sampai posisi yang dimaksud telah tercapai. Motor penggerakpada sistem kontrol tertutup umumnya menggunakan motor servo.

3. Sistem Kontrol Langsung dan Sistem Kontrol Tidak LangsungDipandang dari segi cara pangukuran pemindahan posisi elemen akhir, sistem

pengontrolan gerakan relatif pahat terhadap benda kerja dibedakan menjadi sistemkontrol langsung (direct control) dan sistem kontrol tidak langsung (indirect control).

Pada sistem kontrol tertutup dilengkapi dengan sensor alat ukur posisi yangdapat membaca posisi elemen yang digerakkan (yang dikontrol). Apabila carapengukuran pemindahan posisi ini dilakukan dengan menempatkan alat ukur posisilangsung pada elemen akhir yang digerakkan maka dinamakan Sistem KontrolLangsung. Akan tetapi jika pengukuran dilakukan secara tidak langsung, dikatakansebagai Sistem Kontrol Tidak Langsung.

Pada sistem kontrol langsung, skala dipasang pada meja dengan sensor yangdiletakkan pada bagian diam suatu mesin perkakas (lihat Gambar 13.6). Sistem iniakan mampu memberikan sinyal posisi dengan ketelitian yang tinggi. Prinsip kontrollangsung ini tepat diterapkan pada mesin perkakas CNC yang teliti ataupun bagimesin perkakas CNC dengan jarak gerakan yang terbatas. Semakin panjang gerakanyang dikontrol alat ukurnya menjadi semakin mahal.

Pada umumnya mesin perkakas NC cukup dilengkapi dengan sistempengukuran posisi tak langsung. Dalam hal ini sensor alat ukur hanyalah mendeteksigerakan (putaran) salah satu elemen penggerak (roda gigi, ball screw) pada sistemtransmisi gerakan meja mesin. Semakin dekat posisi elemen penggerak (pengukur)pada sistem transmisi ini dengan elemen akhir yang digerakkan maka ketelitianpengukuran posisi akan semakin baik. Hal ini disebabkan sistem kontrol tak langsungsesungguhnya merupakan ”sistem kontrol setengan terbuka”, karena dari elemenpengukur sampai dengan elemen yang dikontrol akan merupakan bagian yang ”terbuka”.Semua gangguan luar pada bagian ini seperti lenturan, puntiran, keterlambatangerak balik (back-lash), dan ketidaktelitian geometri elemen-elemen tersebut akanmempengaruhi ketelitian pemosisian elemen akhir atau elemen yang dikontrol.

403

Gambar 13.6 Sistem kontrol langsung

Gambar 13.6 sistem kontrol langsung di mana sensor alat ukur dapat membacaposisi meja secara langsung dan sistem kontrol tidak langsung dimana alat ukurmengukur perpindahan posisi meja secara tak langsung melalui pengukuran putaranporos penggerak meja. Sistem kontrol tak langsung dapat juga disebut sebagai”sistem kontrol setengah terbuka”.

4. Sistem Kontrol Analog dan Sistem Kontrol DigitalBerdasarkan jenis sinyal umpan balik yang dikeluarkan oleh alat ukur posisi

dan cara pengolahannya sistem kontrol dapat dikatakan sebagai Sistem KontrolAnalog dan Sistem Kontrol Digital. Sinyal analog merupakan sinyal yangberkesinambungan (continue) dimana berdasarkan kalibrasi dapat ditentukankorelasi antara besaran input (perubahan posisi) dengan besaran output (besaranperantara, biasanya merupakan sinyal/voltase listrik).

Dalam taraf perkembangan mesin perkakas CNC, alat ukur analog pernahditerapkan yaitu berupa sistem kontak geser pada kawat (rangkaian tahanan listrik)yang direntangkan sepanjang gerakan elemen mesin yang dikontrol. Karena kontakgeser tidak mungkin dibuat dengan ukuran yang sangat tipis, maka kecermatannya(resolution, pembacaan perubahan gerakan translasi) amat terbatas.

Pada saat ini alat ukur analog murni seperti itu tidak lagi digunakan melainkanjenis Analog Periodik yang banyak dipakai. Jenis yang terakhir ini bekerja atas prinsipelektromagnetik (transformator) yang dinamakan sebagai Synchro-Resolver danInductosyn. Pada suatu selang/interval yang tertentu (sempit) interpolasi sinyalanalog dapat dilakukan dengan kecermatan yang cukup tinggi. Sementara itu,gerakan yang cukup panjang pembacaan dilakukan dengan cara menghitunginterval yang dilalui ditambah harga interpolasi analog tersebut.

Sinyal analog perlu diolah terlebih dahulu menjadi sinyal digital (dengan ADC,Analog to Digital Converter) karena komputer hanya bekerja atas dasar teknikdigital. Sebaliknya sinyal digital (berupa sederetan pulsa listrik) yang dikeluarkanoleh alat ukur digital dapat langsung diolah (dihitung) oleh komputer atau diolahterlebih dahulu sehingga mempunyai kecermatan (resolusi) yang tinggi.

5. Sistem Kontrol Absolut dan Sistem Kontrol IncrementalApabila diperhatikan dari cara penentuan posisi relatif terhadap patokan/

referensi/acuan sistem kontrol dapat dikatakan sebagai Sistem Kontrol Absolut danSistem Kontrol Incremental.

Alat ukur analog murni dapat dikatakan sebagai alat ukur absolut karena posisisensor selalu dibaca relatif terhadap suatu titik nol (titik referensi) yang tetap. Padaalat ukur analog periodik perubahan posisi selalu dihitung berdasarkan referensimula yaitu pada saat sensor mulai bergerak, oleh sebab itu alat ukur analog periodikini dapat disebut sebagai alat ukur incremental.

404

Alat ukur incremental memerlukan memori untuk menyimpan hasil hitunganinterval/pulsa tersebut dan harganya dapat kita ubah/set yang berarti titik nol dapatdigeser atau diubah posisinya. Oleh karena itu mesin perkakas CNC yang meng-gunakan alat ukur incremental setelah di ”ON” kan atau setelah di ”reset” memerlu-kan tindakan Zero setting untuk menentukan posisi nol bagi koordinat mesin (dengancara melakukan Reference Point Return; membawa pahat ke posisi referensi mesin).Dengan demikian posisi pahat absolut (posisi relatif terhadap titik nol mesin) dapatditentukan setiap saat. Alat ukur yang menghasilkan sinyal digital terdiri atas duajenis seperti di atas yaitu Absolute Encoder dan Incremental Encoder.

C. Penamaan Sistem Sumbu (Koordinat) Mesin Perkakas NCProses pemesinan bertujuan mengubah bentuk/geometrik benda kerja menjadi geometri

produk dengan cara pemotongan dan geometri produk dapat didefinisikan denganmemakai sistem sumbu (koordinat) yang tertentu. Derajat kebebasan gerakan pahat relatifterhadap benda kerja ditentukan oleh konstruksi mesin perkakas CNC itu sendiri. Setiapgerakan komponen mesin yang mengakibatkan perubahan posisi pahat sesuai dengankeinginan atau mampu dikontrol oleh unit pengontrol mesin disebut dengan sumbu (axis).

Dengan demikian derajat kebebasan gerakan pahat ditentukan oleh jumlah sumbumesin perkakas CNC. Guna mempermudah pembuatan program maka sistem sumbuyang digunakan untuk mendefinisikan geometri produk disamakan atau disesuaikandengan sistem sumbu mesin perkakas CNC yang digunakan untuk membuatnya. Lebihjauh lagi, cara penamaan sumbu mesin CNC ini haruslah distandarkan supaya mamputukar (interchangeability) dapat dijamin, yang berarti suatu program CNC dapatdiproses/dimengerti oleh berbagai jenis mesin dengan berbagai jenis sistem kontrolnyatanpa ada suatu kesalahan pengertian arah gerakan.

Standar ISO 841 mendefinisikan sistem koordinat kartesian bagi gerakan pahat tigasumbu utama X, Y, Z dan (sumbu) putaran A, B, C. Arah gerakan translasi positif meng-ikuti kaidah tangan kanan dan putaran positif mengikuti kaidah sekrup ulir kanan. Apabilabenda kerjanya yang bergerak maka diberi simbol aksen (X’, Y’, Z’, A’, B’ dan C’) dan arahgerakan positif adalah berlawanan dengan arah gerakan positif dari pahat. Penerapansimbol sumbu tersebut pada mesin perkakas CNC mengikuti aturan tertentu, dimulaidengan sumbu Z, diikuti sumbu X dan akhirnya sumbu Y sebagaimana penjelasan berikut.1. Penentuan Sumbu Z

a. Sumbu Z direferensikan pada poros utama atau spindel mesin. Spindel ini dapatmemutar pahat (misalnya bagi Mesin Frais, Koter, dan Gurdi) atau memutarbenda kerja (misalnya untuk Mesin Bubut dan Mesin Gerinda silindris).

b. Apabila mesin mempunyai beberapa spindel maka spindel yang direferensikansebagai sumbu Z adalah spindel yang tegak lurus meja mesin.

c. Jika spindel bisa dimiringkan (swivel, berputar pada sumbu yang lain) makadipilih kedudukannya sebagai sumbu Z pada posisi tertentu sehingga sejajardengan salah satu sumbu dasar mesin (sistem koordinat mesin) terutama jikaposisinya dapat tegak lurus meja.

d. Bila mesin tidak mempunyai spindel (contohnya Mesin Sekrap) maka sumbu Zdipilih tegak lurus meja.

e. Arah gerakan positif didefinisikan searah dengan gerakan yang memperbesarjarak antara pahat dengan benda kerja (memperbesar volume ruang kerja).

405

Gambar 13.7 Penentuan sumbu Mesin Bubut (Lathe)

Gambar 13. 8 Penentuan sumbu pada vertical Lathe

2. Penentuan Sumbu Xa. Sumbu X ditetapkan sejajar dengan arah memanjang meja mesin dan dipilih

orientasinya horizontal.b. Bagi mesin dengan pahat yang berputar, perlu dilihat terlebih dahulu orientasi

sumbu Z-nya.c. Untuk Z horizontal maka arah gerakan positif adalah ke kanan bila benda kerja

dipandang dari spindel mesin.d. Untuk Z vertical maka arah gerakan positif adalah ke kanan bila tiang (tiang kiri

untuk mesin dengan double column seperti gantry atau bridge type) dipandangdari spindel mesin.

e. Bagi mesin dengan benda kerja berputar, maka sumbu X adalah sejajar dengangerak radial pahat dan arah positif menjauhi spindel.

f. Untuk mesin tanpa spindel (mesin sekrap) sumbu X ditetapkan sejajar dengangerak potong dan arah positif searah gerak potong.

Gambar 13.9 Penamaan sumbu Mesin Frais vertical (Milling)

3. Penentuan Sumbu YOrientasi dan arah positif sumbu Y ditetapkan menurut kaidah tangan kanan

(setelah sumbu Z dan X ditentukan), menurut kaidah tangan kiri bila Y′ ditentukanberdasarkan orientasi Z′ dan X′.

406

4. Penentuan Sumbu Putar dan Sumbu TambahanArah positif sumbu putar A, B, dan C ditentukan sesuai dengan kaidah sekrup

ulir kanan yaitu putaran positif membuat sekrup bergerak translasi searah dengangerakan positif sumbu translasinya X, Y, dan Z. Bagi mesin yang mempunyai sumbutambahan yang sejajar dengan sistem sumbu utama (X, Y, Z sebagai prioritaspertama yaitu yang paling dekat dengan spindel) maka sumbu tambahan tersebutdiberi nama sebagai berikut.Sistem sumbu kedua: U, V, W (U′, V′, W′)Sistem sumbu ketiga: P, Q, R (P′, Q′, R′)Bagi setiap penambahan sumbu putar diberi nama D atau E.

Gambar 13.10 Penamaan sumbu Mesin Frais harisontal (Jig Borer)

Gambar-gambar berikut menunjukkan nama sumbu-sumbu mesin perkakasNC yang secara resmi ditunjukkan pada standar ISO 841. Untuk setiap gambarmesin tersebut diperlihatkan sistem koordinat kartesian yang sesuai bagi bendakerjanya demi untuk mempermudah pembuatan program NC serta untuk meletakkanbenda kerja sehingga kedua sistem sumbu berimpit (sumbu benda kerja yang”dikhayalkan” programmer berimpit dengan sumbu mesin CNC, X–X, Y–Y, Z–Z).Dengan memperhatikan penamaan sumbu (Z, lalu X, kemudian Y) sebagaimanayang dibahas di atas maka bagi beberapa mesin penamaan sumbunya relatif mudahdipahami. Bagi jenis mesin yang lain dengan jumlah sumbu yang banyak (melebihijumlah sumbu pada sistem sumbu utama) maka penamaan sumbunya mungkinagak sulit untuk dimengerti. Contoh penjelasan berikut diharapkan dapat membantupemahaman penamaan sumbu ini, misalnya:a. Bagi Mesin Frais 5 sumbu (Gambar 13.11b), karena kepala mesin dapat

dimiringkan (tilting head) maka spindelnya sendiri tidak dinamakan sumbu Zmelainkan W, sebab dalam hal ini dipilih orientasinya yang selalu tegak lurusmeja.

b. Bagi mesin Koter horizontal (Gambar 13.11c), spindel dinamakan sumbu Zdan gerakan tiangnya dinamakan sumbu W serta gerakan translasi pahat dalamarah horizontal (mempunyai facing slide) disebut sumbu U (bukan sumbu X,karena menurut definisi sumbu X posisinya harus selalu tetap horizontal).

407

Gambar 13.11b Countour Mill, TiltingHead (5 Axes)

Gambar 13.11a Countour Mill, TiltingTable (5 Axes)

Gambar 13.11d Openside PlanerGambar 13.11c Horizontal Boring

Gambar 13.11h Tool & CutterGrinder

Gambar 13.11e Bridge TypeProfiler

Gambar 13.11f Gantry TypeProfiler

Gambar 13.11g Cylindrical Grinder

408

Perlu dicatat di sini bahwa dalam pekerjaannya programmer tidak perlu mem-bedakan apakah pahat atau benda kerjanya yang bergerak. Cukup denganmenyatakan lokasi akhir yang dituju pada sumbu utamanya (harga X, Y, Z, A, B, danseterusnya), mesin akan melaksanakan perintah itu dengan menggerakkan komponen-komponen yang bersangkutan pada arah yang dimaksud. Selain itu, patut diingatbahwa sumbu-sumbu tersebut di atas adalah merupakan gerakan yang dapatdikontrol secara kesinambungan (kecepatan dan arahnya). Apabila gerakan tersebuthanya dapat dikontrol secara bertahap (misalnya meja indeks, indexing table) makadalam hal ini sumbunya kadang kala disebut sebagai setengah sumbu (½ axis).

D. Pemrograman CNCProgram NC sebenarnya merupakan sejumlah urutan perintah logis yang dibuat

bagi suatu jenis mesin perkakas CNC dalam rangka pembuatan suatu komponen mesin/peralatan. Tergantung pada jenis mesin perkakas serta berbagai proses yang mampudilakukan oleh mesin perkakas CNC yang bersangkutan, maka program NC tidaklahselalu berkaitan dengan proses permesinan saja, melainkan dapat pula berhubungandengan proses-proses pembuatan lainnya misalnya proses pembentukan, prosespengelasan, proses nonkonvensional, dan sebagainya.

Program NC dibuat dengan suatu format/bahasa yang tertentu yang dapat dimengertioleh unit pengontrol mesin (MCU, Machine Control Unit). Dengan demikian selain harusmemahami aturan pembuatan program, seorang programmer harus menguasaiteknologi proses serta memahami karakteristik mesin perkakas yang bersangkutan.Aturan pembuatan program (bahasa/format) relatif mudah untuk dipelajari, sebaliknyateknologi proses serta karakteristik mesin perkakas CNC lebih sulit untuk dipahami.

Bekal pengetahuan teori (scientific knowledge), pengetahuan praktis (practicalknowledge), serta keterampilan (know-how) atas proses yang bersangkutan merupakankunci bagi seorang programmer untuk dapat membuat program NC yang berhasil, yangberarti mampu menghasilkan komponen mesin/peralatan yang dapat dipertanggung-jawabkan dari segi teknis (toleransi geometrik) maupun segi ekonomis (biaya proses).

Dalam pembuatan program NC untuk proses permesinan suatu produk diperlukantiga langkah utama, yaitu langkah persiapan, langkah pelaksanaan (pembuatanprogram), dan langkah percobaan. Masing-masing langkah ini mengandung beberapajenis pekerjaan yang harus dilaksanakan yang secara umum dapat dijelaskan sebagai berikut.1. Langkah Persiapan

a. Mempelajari gambar teknis yakni menentukan ukuran/dimensi untuk elemen-elemen geometris (garis/bidang lurus, garis/bidang lengkung yang mengikutifungsi matematik tertentu, radius, diameter, dan sebagainya), dan toleransinya(toleransi dimensi, bentuk, dan posisi). Dengan mempelajari geometri komponentersebut dapat ditentukan garis besar jenis proses permesinan, urutanpekerjaannya, dan jenis mesin perkakas CNC yang cocok. Dimensi benda kerjadan kontrol gerak pahatnya merupakan faktor yang perlu juga dipertimbangkan.

b. Berdasarkan dimensi serta bentuk bahan (batang, silinder, lempengan, kubus,parallellepipedum, atau bentuk-bentuk khusus hasil proses pembentukan, atauproses permesinan sebelumnya), dan volume ruang kerja yang ditentukan olehdimensi meja atau spindel tempat benda kerja dipasang, ditentukan carapenempatan (positioning), pengekleman (clamping), serta desain alat bantupemegang (fixture). Daerah bebas pahat (daerah terlarang, forbidden area) harusdiperhatikan untuk menghindari tabrakan pahat pada permukaan fixture, peralatanmesin/alat bantu lainnya ataupun pada permukaan benda yang tidak dikerjakan.

409

c. Cara atau urutan proses permesinan harus ditentukan sebaik mungkin (jalanyang paling baik, paling singkat, paling optimum) untuk mengerjakan bendakerja sampai terbentuk permukaan akhir (produk). Jenis dan jumlah pahat dipilihsesuai dengan urutan pengerjaan tersebut. Dalam hal ini selain geometrinyamaka panjang dan diameter masing-masing pahat ditetapkan sesuai denganbidang/sumbu referensi mesin yang digunakan. Setiap pahat diberi kode tertentubeserta keterangan mengenai geometrik dan dimensinya, yang akan digunakansebagai masukan (input) pada unit pengontrol mesin supaya lokasi/posisi matapotong sewaktu pahat dipakai dapat dipastikan. Dengan cara ini suatuprogram NC yang berhasil dapat digunakan lagi di saat lain dan sementara itupahat yang dibutuhkan tidak perlu mempunyai dimensi yang persis samadengan pahat yang dahulu dipakai.

d. Untuk setiap langkah permesinan kondisi pemotongannya (kecepatan potong,kecepatan makan, dan kedalaman potong) ditentukan sesuai dengan tujuanproses, dengan memperhatikan berbagai kendala (proses pembentukan geram,gaya, daya, kehalusan permukaan), sehingga diharapkan kondisi potongan yangoptimum (ongkos, produktivitas) dapat dicapai.

2. Langkah Pelaksanaan Pembuatan ProgramPembuatan program secara manual biasanya dilakukan dengan terlebih dahulu

menuliskan semua perintah pada lembar dengan format tertentu sebelum diketiksebagai input ke unit pengontrol mesin. Dengan kode tertentu berbagai fungsipersiapan (preparation functions) dan fungsi tambahan (miscellaneous functions)dipilih, sehingga pahat dapat digerakkan relatif terhadap benda kerja sesuai denganlangkah dan kondisi pemotongan yang telah disiapkan di atas. Demikian pula halnyadengan perintah-perintah lain seperti penggantian pahat, penggantian benda kerja,menjalankan/mematikan spindel dan cairan pendingin dan sebagainya. Jenis kontrolgerakan sumbu mesin (satu sumbu, dua sumbu atau lebih secara bersamaanbergerak untuk melaksanakan perintah tersebut) menentukan kemampuan mesinperkakas NC di dalam memotong benda kerja dengan hasil permukaan denganbentuk dan orientasi yang diinginkan.

Dengan semakin majunya komputer yang dipakai sebagai unit pemrogram ataupunlangsung sebagai unit pengontrol mesin maka berbagai jenis bahasa pemrograman(perangkat lunak/software) yang lebih canggih mulai diperkenalkan. Tujuannya adalahjelas, yaitu mempermudah, mempercepat, dan menghindarkan kemungkinanterjadinya kesalahan pada proses pembuatan program secara manual. Dalam halyang terakhir ini programmer dapat melihat lintasan gerakan pahat pada layar monitor(TV screen dengan graphic display) sewaktu proses pemrograman berlangsung.Perintah diberikan dalam bentuk bahasa yang mudah (English like language) ataupunbahasa simbol (symbolic language) yang sederhana. Sementara itu berbagai jenisperhitungan misalnya dimensi, transformasi koordinat, lintasan pahat, kompensasipanjang dan diameter/radius pahat, kecepatan, percepatan, perlambatan, dansebagainya dilaksanakan oleh komputer pengontrol mesin.

3. Langkah PercobaanSetelah lembar program NC selesai ditulis, maka perintah-perintah tersebut dapat

dimasukkan ke dalam memori komputer mesin lewat papan tombol (key-board,key-pad) atau melalui media lain seperti pita berlubang (punched tape), pita magnetik(magnetic tape) atau disket. Pembuatan program seringkali dilaksanakan dengan

410

bantuan komputer pemrogram yang dilengkapi dengan perangkat lunak pemroses(processor dan post processor), untuk melaksanakan analisa geometrik langkahgerak pahat serta penerjemahan dan penggabungan berbagai fungsi teknologissesuai dengan karakteristik mesin dan kontrol CNC yang spesifik.

Jika unit pengontrol mesin siap melaksanakan pekerjaan, yang pertama kalidilakukan biasanya menjalankan mesin tanpa memotong (dry-run) dengan satuatau beberapa sumbu mesin dimatikan (axis-lock), untuk mengecek kebenaranprogram dan memastikan bahwa tidak terjadi tabrakan (tool collition). Sebelumproses pemotongan dengan benda kerja sesungguhnya dilakukan maka dapatdilakukan pemotongan material yang lunak (plastik atau steorofoam) sehingga bentukproduk secara kasar dapat diperiksa dan diukur. Ketelitian geometris (toleransi)produk hanya dapat dipastikan kebenarannya dengan melakukan prosespemotongan benda kerja sesungguhnya dan mengukur produknya dengan cermat.Tergantung pada kekakuan (rigidity) sistem pemotongan (benda kerja, pahat,fixture, mesin perkakas) maka lenturan ataupun getaran yang diakibatkan oleh gayapemotongan yang besar dapat dikurangi dengan memperkecil kecepatan makanataupun mengubah kedalaman potong (mengubah langkah). Semua kesalahan-kesalahan kecil yang ditemukan dalam proses percobaan dikoreksi sehinggasertifikasi dapat diberikan bagi program NC yang bersangkutan dan siap untukdigunakan dalam proses produksi.

4. Tugas Programer dalam Pembuatan Program NCBerikut merupakan rangkuman tugas yang harus dilakukan oleh programmer

dalam rangka pembuatan program pemesinan suatu benda kerja dengan memakaimesin perkakas CNC. Informasi atau data yang diperlukan untuk melaksanakantugas pembuatan program NC, yaitu:a. Ukuran

Menyangkut dimensi, geometri, perkiraan berat dan kekakuan benda kerja.b. Toleransi

Mencakup toleransi dimensi dan toleransi bentuk posisi (kelurusan, kerataan,ketepatan bentuk, kebulatan, kesilindrisan, ketegaklurusan, kemiringan,kesejajaran, konsentrisitas, posisi, dan kesalahan putar).

c. KehalusanKehalusan permukaan.

d. JumlahBanyaknya benda kerja yang harus dibuat.

e. Mesin CNCJenis mesin, ukuran/volume ruang kerja, daya dan kemampuan, sumbu mesinyang dapat dikontrol (NC Axis), peralatan pembantu (attachments), kemampuanNC (pemrograman, penanganan sistem kontrol dan peraga).

f. ToolsPemilihan perkakas potong meliputi jenis, sistem pemegang (tooling system),geometri dan material pahat/mata potong, tools-setter, termasuk alat bantupegang (fixture) dan alat ukur (measuring instrument) untuk pekerjaan/hal yangkhusus (non routine jobs).

g. MaterialMenyangkut ukuran, jumlah, dan jenis bahan termasuk data mampu mesin(machinability), data empiris umur pahat, dan gaya pemotongan.

411

Informasi/Data

Gambar Teknik PerangkatKeras

Tugas

Uku

ran

Tole

rans

i

Keh

alus

an

Jum

lah

Mes

in N

C

Tool

s

Mat

eria

l

Tabel 13.1 Informasi/data yang diperlukan dalam pembuatan program NC

Langkah Persiapan:– Merencanakan jenis dan urutan proses.– Memilih mesin dan urutan operasi.Perhitungan/analisa proses pemesinan:– urutan dan cara pencekaman benda kerja,– urutan proses pada setiap pencekaman,– pemilihan pahat, dan– penentuan kondisi pemesinan.Langkah Pemrograman:Manual Programming:– penulisan kode pemrograman dan pengelolaan mesin,

Automatic Programming (dengan bantuan CAD/CAM)– pendefinisian geometri,– perintah gerakan & pengelolaan mesin, dan– penerjemahan/post processing:Langkah Percobaan/Pengetesan:– dry run,– pemesinan material pengganti,– pemesinan benda kerja sesungguhnya konfirmasi

kualitas (sertifikasi program)

5. Kode dan Format PemrogramanProgram NC (NC part program) merupakan unsur sangat penting dalam

pengoperasian mesin perkakas CNC, karena program merupakan perangkat lunakpengendali yang mengatur jalannya proses pemesinan suatu produk pada mesinperkakas CNC. Fungsi tersebut menyebabkan program NC juga sangat menentukankualitas geometri produk yang dihasilkan.

Program NC mempunyai sifat sangat spesifik dan khusus, artinya bahwasebuah program NC, dibuat khusus hanya untuk pembuatan produk dengan bentukdan ukuran (geometri) tertentu. Jika ingin membuat produk lain dengan bentuk danukuran yang berbeda, harus dibuat program NC baru yang khusus untukmengerjakan produk baru tersebut.

Program NC bersifat spesifik mempunyai pengertian bahwa programdiperuntukkan hanya untuk mesin dengan jenis tertentu dan sistem kontrol yangtertentu pula. Untuk mesin dengan jenis yang berbeda, misalnya Mesin Frais denganmesin bubut program NC-nya akan berbeda.

6. Pengertian Program NCProgram NC sebenarnya merupakan urutan dari sejumlah perintah logis, yang

disusun dalam bentuk kode-kode perintah yang dimengerti oleh unit kontrol mesin(machine control unit). Kode-kode perintah yang tersusun dalam urutan sedemikianrupa tersebut, secara keseluruhan merupakan satu kebulatan perintah dalam rangkapembuatan suatu produk pada suatu mesin perkakas CNC.

412

Biasanya program NC dibuat dalam rangka pembuatan atau proses pemesinansuatu produk menggunakan mesin perkakas. Namun demikian program NC dapatjuga dibuat untuk proses pembuatan atau pengerjaan lainnya, misalnya prosespembentukan, proses pengelasan, dan sebagainya tergantung dari jenis mesin perkakasserta berbagai proses yang mampu dilakukan mesin perkakas yang bersangkutan.

Program NC yang berkaitan dengan proses pemesinan, berisi kode-kode perintahpemesinan suatu produk yang tersusun secara sistematis, terinci sesuai urutanlangkah pengerjaan yang direncanakan tahap demi tahap. Kode-kode perintah tersebutterdiri dari kode atau informasi tentang perkakas sayat yang diperlukan, data-datatentang geometri produk yang akan dikerjakan, dan data tentang teknologi pemesinan.

Suatu program NC harus dapat dipertanggungjawabkan baik secara teknismaupun ekonomis. Secara teknis artinya bahwa program tersebut, dengan data-data teknologi pemesinan yang ada di dalamnya, benar-benar mampu menghasilkanproduk dengan kualitas geometri sesuai standar yang diminta. Sedangkan secaraekonomis mempunyai pengertian bahwa program tersebut jika digunakan mampumenekan serendah mungkin biaya proses produksi.

7. Struktur Program NCSuatu program NC, dilihat dari segi struktur isinya terdiri dari tiga bagian utama,

yaitu bagian pembuka, bagian isi, dan bagian penutup. Bagian pembuka selaluterletak pada bagian awal program, bagian isi terletak pada bagian tengah, danbagian penutup terletak pada bagian akhir program (lihat Gambar 13.12).

N0000 G54N0010 G92 X0.000 Y–50.000 Z10.000N0020 G59 PembukaN0030 T0101 S1.200 F250 G94 M03

M08N0040 G00 X–21.000 Y10.000

Z10.000N0050 Z-0.500N0060 G01 X40.000N0070 Y40.000N0080 X–21.000N0090 T0202 S2.500 F100 G94 M03N0100 G56 Isi ProgramN0110 G92 X0.000 Y–50.000–Z10.000N0120 G59N0130 G00 X–60.000 Y0.000 Z–10.000N0140 G01 X50.000N0150 Y50.000N0160 X0.000N0170 M09 M05N0180 T0101 G53 G56 PenutupN0190 M30

Gambar 13.12 Contoh struktur program NC

413

Bagian pembuka adalah bagian awal program yang berisi perintah-perintahpengoperasian awal suatu mesin perkakas, sebelum langkah pemesinan utama(penyayatan) dimulai. Perintah-perintah yang termasuk dalam bagian pembukasebagai berikut.a. Perintah memindah titik nol mesin ke posisi tertentu agar berimpit dengan titik

nol benda kerja. Perintah ini disebut pemindahan titik nol mesin (Position ShiftOffset (PSO)).

b. Perintah pemilihan sistem pemrograman, apakah dikehendaki mesin bekerjadengan sistem absolut atau incremental.

c. Perintah menentukan jumlah putaran spindel mesin dan arah putarannya.d. Perintah menentukan besarnya kecepatan pemakanan (feeding).e. Perintah memilih jenis perkakas sayat yang digunakan pertama kali.f. Perintah mengalirkan air pendingin.

Bagian isi suatu program NC adalah bagian inti dari pekerjaan pemesinan.Perintah-perintah pada bagian isi meliputi perintah gerak relatif alat sayat terhadapbenda kerja menuju titik-titik koordinat yang telah ditentukan guna melakukan prosespenyayatan. Proses-proses ini dapat berupa gerak interpolasi lurus, interpolasiradius, gerakan pemosisian, membuat lubang (drilling), proses penguliran(threading), pembuatan alur (grooving), dan sebagainya tergantung dari bentukgeometri produk yang akan dihasilkan.

Bagian penutup program berisi perintah-perintah untuk mengakhiri suatu prosespemesinan. Inti perintahnya adalah menyuruh mesin berhenti untuk melepas bendakerja yang telah selesai dikerjakan dan memasang benda kerja baru untuk prosespembuatan produk sejenis berikutnya. Perintah pada bagian penutup adalah perintahkebalikan atau berfungsi membatalkan perintah yang diberikan pada bagian pembukadan biasanya meliputi:a. perintah mematikan aliran cairan pendingin,b. perintah mematikan putaran spindel mesin,c. perintah pembatalan PSO,d. perintah pembatalan kompensasi alat sayat, dane. perintah menutup program (end-program).

8. Sistem Pemrograman Absolut dan IncrementalProgram NC dapat dibuat dalam dua sistem pemrograman, yaitu sistem absolut

dan sistem incremental. Kedua sistem pemrograman tersebut dibedakanberdasarkan sistem informasi geometri (sistem penunjukan ukuran) dalam gambarkerja, yang juga terdiri dari sistem absolut dan incremental. Dalam banyak gambarkerja sering dijumpai penggunaan penunjukan ukuran campuran, yaitu sistem absolutdan incremental digunakan secara bersama-sama.a. Sistem Absolut

Pemrograman sistem absolut adalah sistem pemrograman yang dalammenentukan data-data posisi elemen geometri dalam gambar kerja (produk)didasarkan pada satu titik referensi. Semua elemen geometri dalam ruang ataubidang sistem koordinat yang dipilih, didefinisikan letaknya dari satu titik referensi(titik nol) yang tetap, (lihat Gambar 13.13).

414

Pengukuran AbsolutSemua harga diukur dari titik nolyang sama. Lihat cara memberigaris ukuran pada gambar disamping. Jarak lubang padasumbu tegak dan sumbu men-datar diukur dari satu datum (titikreferensi).

Gambar 13.13 Pengukuran sistem absolut

b. Sistem IncrementalPemrograman sistem incremental adalah sistem pemrograman yang dalammenentukan data posisi setiap elemen geometri diukur dari titik referensi yangberpindah-pindah atau disebut titik referensi menerus. Data posisi elemengeometri ditentukan dari kedudukan atau posisi terakhir gerakan relatif perkakassayat (pisau/pahat).Titik akhir gerakan/lintasan perkakas sayat, karena gerakan relatif yang dilakukan,adalah sebagai titik referensi (titik nol) untuk lintasan berikutnya (lihat Gambar13.14).

415

Pengukuran IncrementalPemberian garis ukuran dibuatsecara berantai. Titik yangdijadikan titik nol (titik referensipengukuran) selalu berubah,setiap titik akhir pengukuranadalah menjadi titik awal untukpengukuran berikutnya.

Gambar 13.14 Pengukuran sistem incremental.

9. Konstruksi Program NCProgram CNC adalah sejumlah urutan perintah logis yang disusun dengan kode-

kode huruf dan angka yang bisa dimengerti oleh unit kontrol mesin. Program CNCdibuat khusus untuk suatu mesin tertentu dan untuk pembuatan produk tertentu.

Secara umum, program NC memiliki konstruksi tertentu, yaitu kode atau perintahpendahuluan dan perintah pembantu. Perintah pendahuluan umumnya meng-gunakan kode G, sedangkan perintah pembantu menggunakan fungsi M. ProgramNC, selain kode G dan M, di dalamnya terdiri dari sejumlah kode-kode perintahyang tersusun dalam bentuk kombinasi huruf-huruf tertentu dan angka. Kode berupahuruf, misalnya N, G, S, F, H, I, J, T, N, K, D, X, Y, Z, dan angka 0 sampai 9 disebutadres. Suatu kode huruf yang di belakangnya diikuti angka (kombinasi huruf danangka) disebut ”kata” (word). Gabungan dari beberapa kata disebut ”blok”.

”Blok” merupakan gabungan dari beberapa kata yang membentuk satu tahapanperintah, misalnya eretan melintang bergerak lurus sejauh 4 mm mendekati sumbudengan kecepatan 80 mm/menit. Di dalam sebuah program CNC, satu tahapanperintah ditulis dalam satu baris, berarti ”blok” adalah gabungan beberapa kata yangditulis dalam satu baris program. Komputer (unit kontrol) mesin membaca danmenjalankan program per satu blok bukan per kata.

416

10. Kode G (G-Code) dan Fungsi MTabel 13.2 Kode G dan Artinya

GRUP KODE–G ARTI

Grup 0 G00 Gerak cepat tanpa pemakananG01 Gerak lurus interpolasi dengan pemakananG02 Gerak interpolasi melingkar searah jarum jamG03 Gerak interpolasi melingkar berlawanan arah dengan jarum

jamG84 Siklus pembubutan memanjang dan melintangG85 Siklus penguliranG86 Siklus PengaluranG87 Siklus pengeboran dengan pemutusan tatalG88 Siklus pengeboran dengan pemutusan tatal dan gerakan ke

permukaanGrup 1 G96 Kecepatan potong konstan

G97 Putaran spindel konstanGrup 2 G94 Kecepatan pemakanan dalam mm per menit

G95 Kecepatan pemakanan dalam mm per putaranGrup 3 G53 Pembatalan penetapan titik nol yang pertama dan kedua

G54 Penetapan titik nol benda kerja yang ke-1G55 Penetapan titik nol benda kerja yang ke-2

Grup 4 G92 Perubahan koordinat titik nol benda kerja yang ke-5 denganpenetapan melalui program NC

Grup 5 G55 Pembatalan penetapan titik nol yang ke-3, 4, dan 5G56 Pembatalan penetapan titik nol benda kerja yang ke-3 dan 4G57 Penetapan titik nol benda kerja yang ke-3G58 Penetapan titik nol benda kerja yang ke-4G59 Penetapan titik nol benda kerja yang ke-5

Grup 8 G40 Pembatalan perintah kompensasi lintasan perkakas sayatG41 Kompensasi lintasan pahat pada sebelah kiriG43 Kompensasi lintasan pahat pada sebelah kanan

417

Tabel 13.3 Kode Fungsi M dan Artinya

GRUP FUNGSI M ARTI

Grup 0 M03 Spindel utama berputar searah jarum jamM04 Spindel utama berputar berlawanan arah jarum jamM05 Spindel berhenti berputar

Grup 2 M00 Eksekusi program berhenti sementaraM17 Subprogram berakhirM30 Program utama berakhir, pembacaan kembali ke awal

programGrup 3 M08 Cairan pendingin mengalir

M09 Cairan pendingin berhenti mengalir

11. Pembuatan Program NCPembuatan program NC diawali dari mempelajari gambar kerja. Dari gambar

kerja tersebut dapat ditentukan jenis mesin perkakas CNC yang akan digunakan,misalnya Mesin Bubut CNC, Mesin Frais CNC, atau jenis mesin lainnya. Setelahditentukan jenis mesin yang akan digunakan, langkah berikutnya adalah:a. Merancang teknik dan rencana penjepitan benda kerja pada mesin.b. Merancang struktur program (program structure) yaitu dengan menentukan

urutan proses pemesinan.c. Menentukan jenis perkakas sayat yang akan digunakan, urutan penggunaan,

dan parameter pemesinan seperti jumlah putaran spindel (S) dan kecepatanpemakanan (F) untuk setiap perkakas sayat yang akan digunakan.

d. Menulis program NC pada lembaran program (program sheet).

Berikut disampaikan contoh pembuatan program NC untuk mesin bubut CNCtipe ET-242 buatan EMCO Meier, Austria. Dari gambar kerja yang tersedia, kitacoba mempelajari kelengkapan ukurannya, apakah masih ada bagian gambar yangbelum diketahui dimensinya. Jika didapati kekurangan ukuran maka kita harusterlebih dahulu melengkapinya agar dalam pembuatan program tidak terjadikesalahan dalam menentukan titik koordinat lintasan perkakas sayatnya. Mintalahdata geometri selengkapnya kepada perancang atau pembuat gambar kerja.

418

Rencana Penjepitan 1

Program NC pada Penjepitan 1N0000 G55N0010 G92 X0.000 Z76.000 S2.000N0020 G59N0030 T0101 G94 G96 M04 M08 F120 S200N0040 G00 X51.000 Z2.000N0050 G84 X50.000 Z–30.000 D0 = 200 D2 = 0N0060 G00 X50.000N0070 G84 X25.000 Z–19.000 D0 = 500 D2 = 0 D3 = 1.000N0080 G00 X0.000 Z2.000N0090 G01 Z0.000 Z0.000 G42N0100 X21.000N0110 G03 X25.000 Z–2.000 I = 0.000 K = 2.000N0120 G01 Z–19.000N0130 X46.000N0140 G03 X50.000 Z–21.000 I = 0.000 K = 2.000N0150 G01 X51.000 G40N0160 G00 X80.000 Z50.000N0170 M05 M09 G53 G56 T0000N0180 M30

419

Rencana Penjepitan 2

420

Program NC pada Penjepitan 2N0000 G54N0010 G92 X0.000 Z61.000 S2.000N0020 G59N0030 T0101 G94 G96 M04 M08 F120 S200N0040 G00 X51.000 Z2.000N0050 G84 X30.000 Z–49.000 D0 = 200 D2 = 0 D0 = 1.000N0060 G00 X30.000N0070 G84 X19.000 Z–49.000 D0 = 500 D2 = 0 D3 = 1.000N0080 G00 X19.000N0090 G84 X16.000 Z–19.000 D0 = 500 D2 = 0 D3 = 1.000N0100 G00 X12.000 Z2.000N0110 G01 Z0.000 Z0.000 G42X21.000G03 X25.000 Z–2.000 I = 0.000 K = 2.000N0120 G01 Z–19.000N0130 X46.000N0140 G03 X50.000 Z–21.000 I = 0.000 K = 2.000N0150 G01 X51.000 G40N0160 G00 X80.000 Z50.000N0170 M05 M09 G53 G56 T0000N0180 M30

421

BAB 14MENGENAL EDM

(Electrical Discharge Machining)

422

A. Gambaran Singkat EDM

Asal mula EDM (Electrical Discharge Machining) adalah pada tahun 1770, ketikailmuwan Inggris Joseph Priestly menemukan efek erosi dari percikan arus listrik.Pada tahun 1943, ilmuwan Rusia B. Lazarenko dan N. Lazarenko memiliki ide

untuk memanfaatkan efek merusak dari percikan arus listrik untuk membuat prosesyang terkontrol untuk pemesinan secara elektrik bahan konduktif.

Dengan adanya ide tersebut, proses EDM telah lahir.Lazarenko bersaudara menyempurnakan proses dengan caramenempatkan cairan tidak konduktif di mana percikan listrikterjadi di antara dua konduktor, cairan tersebut dinamakandielektrik (dielectric). Rangkaian listrik yang membuatperistiwa tersebut terjadi digunakan sebagai nama proses ini.Pada saat ini telah banyak unit EDM yang digunakan lebih majudaripada milik Lazarenko. Pada saat ini ada dua macam mesinEDM yaitu: EDM konvensional (Biasanya disebut Sinker EDMatau Ram EDM) dan Wire EDM.

B. Cara Kerja EDMMengetahui tentang apa yang terjadi di antara elektrode dan benda kerja dapat sangat

membantu operator EDM dalam banyak hal. Pengetahuan dasar teori EDM dapatmembantu dalam memecahkan masalah yang timbul (troubleshooting), misalnya dalamhal pemilihan kombinasi benda kerja/elektrode dan pemahaman mengapa pengerjaanyang bagus untuk satu benda kerja tidak selalu berhasil untuk yang berikutnya. Deskripsiberikut ini menjelaskan tentang kombinasi apa yang telah diketahui dan apa yang telahada dalam teori tentang proses EDM.

Pada saat ini beberapa teori tentang bagaimana EDM bekerja telah mengalamikemajuan selama beberapa tahun, sebagian besar mendukung model thermoelectric.Sembilan ilustrasi berikut menunjukkan tahap demi tahap apa yang telah diyakini terjadiselama satu siklus EDM. Gambar di sebelahnya menunjukkan harga relatif dari tegangandan arus pada titik yang diambil.

Gambar 14.2 Pada Proses awal EDM, elektrode yang berisi tegangan listrikdidekatkan ke benda kerja (elektrode positif mendekati benda kerja/turun). Di antaradua elektrode ada minyak isolasi (tidak menghantarkan arus listrik), yang pada EDMdinamai cairan dielectric. Walaupun cairan dielektrik adalah sebuah isolator yang bagus,beda potensial listrik yang cukup besar menyebabkan cairan membentuk partikel yangbermuatan, yang menyebabkan tegangan listrik melewatinya dari elektrode ke bendakerja. Dengan adanya graphite dan partikel logam yang tercampur ke cairan dapatmembantu transfer tegangan listrik dalam dua cara: partikel-partikel (konduktor) mem-bantu dalam ionisasi minyak dielektrik dan membawa tegangan listrik secara langsung,serta partikel-partikel dapat mempercepat pembentukan tegangan listrik dari cairan.Daerah yang memiliki tegangan listrik paling kuat adalah pada titik di mana jarak antaraelektrode dan benda kerja paling dekat, seperti pada titik tertinggi yang terlihat di gambar.Grafik menunjukkan bahwa tegangan (beda potensial) meningkat, tetapi arusnya nol.

Gambar 14.1 Prosespengerjaan benda kerja

dengan EDM (Dari:Wikipedia)

423

Gambar 14.2

Gambar 14.3 Ketika jumlah partikel bermuatan meningkat, sifat isolator dari cairandielektrik menurun sepanjang tengah jalur sempit pada bagian terkuat di daerah tersebut.Tegangan meningkat hingga titik tertinggi tetapi arus masih nol.

Gambar 14.3

Gambar 14.4 Arus mulai muncul ketika cairan berkurang sifat isolatornya menjadiyang paling kecil. Beda tegangan mulai menurun.

Gambar 14.4

Gambar 14.5 Panas muncul secara cepat ketika arus listrik meningkat dan teganganterus menurun drastis. Panas menguapkan sebagian cairan, benda kerja, dan elektrode,serta jalur discharge mulai terbentuk antara elektrode dan benda kerja.

Gambar 14.5

424

Gambar 14.6 Gelembung uap melebar ke samping, tetapi gerakan melebarnyadibatasi oleh kotoran-kotoran ion di sepanjang jalur discharge. Ion-ion tersebut dilawanoleh daerah magnet listrik yang telah timbul. Arus terus meningkat dan tegangan menurun.

Gambar 14.6

Gambar 14.7 Sebelum berakhir, arus dan tegangan menjadi stabil, panas dantekanan di dalam gelembung uap telah mencapai ukuran maksimal, dan sebagian logamtelah dihilangkan. Lapisan dari logam di bawah kolom discharge pada kondisi mencair,tetapi masih berada di tempatnya karena tekanan dari gelembung uap. Jalurdischarge sekarang berisi plasma dengan suhu sangat tinggi, sehingga terbentuk uaplogam, minyak dielektrik, dan karbon pada saat arus lewat dengan intensif melaluinya.

Gambar 14.7

Gambar 14.8 Pada akhirnya, arus dan tegangan turun menjadi nol. Temperaturturun dengan cepat, tabrakan gelembung dan menyebabkan logam yang telah dicairkanlepas dari benda kerja.

Gambar 14.8

Gambar 14.9 Cairan dielektrik baru masuk di antara elektrode dan benda kerja,menyingkirkan kotoran-kotoran dan mendinginkan dengan cepat permukaan benda kerja.Logam cair yang tidak terlepas membeku dan membentuk lapisan baru hasil pembekuan(recast layer).

425

Gambar 14.9

Gambar 14.10 Logam yang terlepas membeku dalam bentuk bola-bola kecilmenyebar di cairan dielektrik bersama-sama dengan karbon dari elektrode. Uap yangmasih ada naik menuju ke permukaan. Tanpa waktu putus yang cukup, kotoran-kotoranyang terbentuk akan terkumpul membentuk percikan api yang tidak stabil. Situasi tersebutdapat membentuk DC arc, yang mana dapat merusak elektrode dan benda kerja.

Gambar 14.10(Sumber : Courtesy EDM Tech. Manual, Poco Graphite Inc.)

Urutan waktu ON/OFF adalah satu siklus EDM yang dapat diulang sampai ribuankali per detik. Penjelasan di atas hanyalah satu siklus yang muncul pada satu waktutertentu. Apabila siklus tersebut dipahami maka akan dapat dikendalikan jangka waktudan intensitas dari pulsa ON/OFF yang membuat EDM bekerja dengan baik.

C. Perkembangan Penggunaan EDMEDM telah berkembang bersama dengan Mesin

Bubut, Mesin Frais, dan Mesin Gerinda sebagaiteknologi yang terdepan. EDM terkenal dalam halkemampuannya untuk membuat bentuk kompleks padalogam-logam yang sangat keras. Penggunaan yangumum untuk Mesin EDM adalah dalam pemesinandies, perkakas potong, dan cetakan (molds) yang ter-buat dari baja yang telah dikeraskan, tungsten carbide,high speed steel, dan material yang lain yang tidakmungkin dikerjakan dengan cara tradisional(penyayatan). Proses ini juga telah memecahkanbanyak masalah pada pembuatan bahan ”exotic”,seperti Hastelloy, Nitralloy, Waspaloy and Nimonic,yang digunakan secara luas pada industri-industripesawat ruang angkasa.

Gambar 14.11Bagian mesin yang mengandungukuran-ukuran kompleks dandinding tipis.Komponen satelit ini dikerjakanmenggunakan Wire Cut EDM daribentuk solid CAL-4V Titanium,dikerjakan oleh NumericalPrecision, Inc., Wheeling, Illinois.

426

Dengan telah ditemukannya teknologi yang maju tentang keausan elektrode,ketelitian dan kecepatan, EDM telah mengganti proses pemotongan logam yang lamapada beberapa aplikasi. Faktor lain yang menyebabkan berkembangnya penggunaanEDM adalah kemampuannya mengerjakan bentuk tipis, khususnya dalam pengerjaanketinggian dan ketirusan. EDM yang menggunakan kawat (Wire EDM) dapat membelahdengan ketinggian 16 inchi (sekitar 400 mm), dengan kelurusan ± 0,0005 inchi(± 0,0125 mm) tiap sisi.

Pada waktu yang lalu, EDM digunakan terutama untuk membuat bagian-bagianmesin yang sulit dikerjakan dengan proses konvensional. Pertumbuhan penggunaanEDM pada sepuluh tahun terakhir menempatkan proses pembuatan komponen dirancangmenggunakan EDM terlebih dahulu, sehingga EDM bukanlah pilihan terakhir, tetapi pilihanyang pertama.

Proses EDM telah berubah. Perusahaan-perusahaan yang menggunaan EDM jugasudah berubah. Perubahan yang sangat berarti adalah:• Lebih cepat.• Lebih otomatis. Mesin lebih mudah diprogram dan dirawat.• Lebih akurat ukurannya.• Dapat menggunakan kawat dengan diameter yang lebih kecil pada mesin Wire EDM.• Menurunkan biaya operasional. Harga mesin menjadi lebih murah.• Dapat menghasilkan permukaan yang lebih halus.• Dapat menyayat karbida tanpa ada cacat ketika menggunakan Wire EDM dan

Ram EDM.• Gerakan kawat EDM dan putaran benda kerja dapat dilakukan secara simultan.• Ram EDM tidak memerlukan pembersih benda kerja lain.• EDM lebih efektif pada kondisi pembersihan benda kerja dengan tingkat kesulitan tinggi.• EDM lebih mudah digunakan. Waktu untuk pelatihan dan pemrograman lebih singkat.

D. Penggunaan EDMPenjelasan berikut merupakan ringkasan dari karakteristik yang mengharuskan peng-

gunaan EDM. Disarankan menggunakan EDM jika bentuk benda kerja sebagai berikut.• Dinding yang sangat tipis.• Lubang dengan diameter sangat kecil.• Rasio ketinggian dan diameter sangat besar.• Benda kerja sangat kecil.• Sulit dicekam.Disarankan menggunakan EDM jika material benda kerja:• Keras.• Liat.• Meninggalkan sisa penyayatan.• Harus mendapat perlakuan panas.Disarankan menggunakan EDM untuk mengganti proses meliputi:• Pengaturan/setup berulang, bermacam-macam pengerjaan, bermacam-macam

proses pencekaman benda.• Broaching.• Stamping yang prosesnya cepat, (lihat Gambar 14.12).

427

Gambar 14.12 Proses stamping dengan menggunakan EDM

Disarankan menggunakan EDM ketika beberapa alasan berikut.• Jam kerja 24 jam dengan hanya satu shift operator.• Memerlukan proses yang tidak mementingkan perhatian khusus dari pekerja secara

intensif.EDM tidak dipengaruhi oleh kekerasan bahan benda kerja, sehingga sangat bermanfaat

bila digunakan untuk mengerjakan benda kerja dengan kekerasan di atas 38 HRc. Bahantersebut meliputi baja yang telah dikeraskan, Stellite and Tungsten Carbide. Karenaproses EDM menguapkan material sebagai ganti penyayatan, kekerasan dari benda kerjabukan merupakan faktor penting. Maka dari itu mesin Wire EDM dan Ram EDM digunakanuntuk membuat bentuk komplek dies dan perkakas potong dari material yang amat keras.

Bagian lain yang hanya bisa dikerjakan dengan EDM adalah kemampuannyamembuat sudut dalam (internal corners) yang runcing. Pemesinan konvensional tidakmungkin mengerjakan kantong dengan pojok runcing, yang bisa dicapai adalah radiusminimal sekitar 1/32 inchi yang paralel dengan sumbu pahat. Jenis pengerjaan danukuran minimal yang dapat dicapai oleh EDM dapat dilihat pada Tabel 14.1.Tabel 14.1 Ukuran minimal beberapa jenis pengerjaan dengan EDM

Jenis Pengerjaan Wire EDM Ram EDM1. Radius dalam 0,0007" (0,0175 mm) 0.001" (0,025 mm)2. Radius luar runcing runcing3. Diameter lubang 0,0016" (0,04 mm) 0.0006" (0,04 mm)4. Lebar alur 0,0016" (0,04 mm) 0.0004" (0,01 mm)

Maka dari itu EDM digunakan untuk mengerjakan klep (valves) pengukur bahan bakar,komponen printer, cetakan, dan perbaikan cetakan.

E. Pemilihan ElektrodeFungsi elektrode adalah menghantarkan tegangan listrik dan mengerosi benda kerja

menjadi bentuk yang diinginkan. Bahan elektrode yang berbeda memberikan pengaruhyang sangat besar terhadap proses pemesinan. Beberapa akan menghilangkan bendakerja secara efisien tetapi keausannya tinggi, elektrode yang lain memiliki keausan rendahtetapi kemampuan menghilangkan material benda kerja sangat lambat. Ketika memilih bahanelektrode dan merencanakan cara pembuatannya, faktor-faktor berikut harus diperhitungkan:• Harga bahan elektrode.• Kemudahan pembuatan/membentuk elektrode.• Jenis dari hasil yang diinginkan (misalnya kehalusan).• Besaran keausan elektrode.• Jumlah elektrode yang diperlukan untuk menyelesaikan sebuah benda kerja.• Kecocokan jenis elektrode dengan jenis pengerjaan.• Jumlah lubang penyemprot (flushing holes), jika diperlukan.

428

F. Jenis Bahan ElektrodeBahan elektrode dibagi menjadi dua macam, yaitu: logam dan graphite. Pada saat

ini ada lima macam elektrode, yaitu: kuningan (brass), Tembaga (copper), Tungsten,Seng (zinc), dan Graphite. Selain itu, beberapa elektrode dikombinasikan dengan logamyang lain agar dapat digunakan secara efisien, yaitu:☞ kuningan dan seng,☞ tembaga dan tellurium,☞ tembaga, tungsten dan perak, serta☞ graphite dan tembaga.

Pada awalnya, kuningan digunakan sebagai elektrode walaupun keausannya tinggi.Akhirnya, pengguna EDM menggunakan tembaga dan paduannya untuk meningkatkanrasio keausan. Masalah yang muncul dengan tembaga adalah karena titik cairnya sekitar1.085° C, padahal temperatur percikan api pada celah elektrode dan benda kerjamencapai 3.800° C. Titik lebur tembaga yang rendah menyebabkan keausan yang terlalutinggi dibandingkan dengan bagian benda kerja yang bisa dihilangkan.

Penelitian menunjukan bahwa elektrode graphite memiliki laju yang lebih besar dalammenghilangkan bagian benda kerja dibandingkan dengan keausannya sendiri. Graphitetidak mencair di celah elektrode, pada sekitar temperatur 3.350° C berubah dari bentukpadat menjadi gas. Karena graphite lebih tahan panas di celah elektrode dibandingkandengan tembaga, untuk sebagian besar pengerjaan EDM lebih efisien menggunakannya.Tungsten memiliki titik lebur setara dengan graphite, akan tetapi tungsten sangat sulitdibentuk/dikerjakan dengan mesin.

Tungsten digunakan sebagai pengerjaan awal (Gambar 14.13), biasanya berbentuktabung atau ruji untuk lubang-lubang dan lubang kecil proses gurdi.

Elektrode logam biasanya yang terbaik untuk pengerjaan EDM bagi material yangmemiliki titik lebur rendah seperti: aluminum, copper dan brass. Untuk pengerjaan bajadan paduannya, elektrode graphite lebih disarankan. Prinsip umum dalam pemilihanelektrode adalah: elektrode logam untuk benda kerja atau paduan yang memiliki titiklebur rendah, dan elektrode graphite untuk yang memiliki titik lebur tinggi. Hal tersebutdengan pengecualian untuk pengerjaan tungsten, cobalt, and molybdenum. Elektrodelogam seperti tembaga sangat direkomendasi karena frekuensi yang lebih tinggidiperlukan untuk mengerjakan benda kerja tersebut.

Tembaga sebagai elektrode memiliki keuntungan lebih dibandingkan graphite, karenabentuk keausan ketika digunakan (discharge-dressing) lebih baik. Elektrode ini setelahdigunakan mengerjakan satu benda kerja, sesudahnya dapat digunakan lagi untuk prosespengerjaan finishing atau digunakan untuk mengerjakan benda kerja yang lain.

Gambar 14.13 Gambaran skematik pengerjaanEDM, elektrode yang mendekati benda kerja. Arusyang tinggi akan menghasilkan percikan yangbesar, sehingga menghasilkan bekas berbentukkawah yang besar pula (benda kerja kasar).

Gambar 14.13

429

G. Pembuatan Elektrode1. Proses Galvano

Kadang-kadang elektrode berbentuk pejal yang besar terlalu berat bagi motorservo, dan proses pembuatannya terlalu mahal. Pada kasus ini proses Galvanodapat digunakan untuk membuat cetakan. Cetakan tersebut dilapisi dengan tembagadengan ketebalan sampai 5 mm. Tabung tembaga yang telah terbentuk di dalamnyadiisi dengan epoxy dan kawat tembaga dihubungkan dengan elektrode. Elektrodeyang telah dibuat kemudian dipasang di mesin EDM.

2. Pembuatan Elektrode pada UmumnyaKetika elektrode campuran selalu digunakan, campuran 70/30 tungsten dan

tembaga dalam bentuk serbuk dibuat dengan cetakan bertekanan, kemudiandisinter di dapur pemanas. Proses ini dapat menghasilkan elektrode dengan ukuranyang teliti.

3. Pembuatan Elektrode GraphiteDi Amerika, sekitar 85 persen elektrode yang digunakan adalah graphite.

Graphite dikerjakan dengan mesin dan digerinda lebih mudah daripada elektrodelogam. Masalah yang timbul pada waktu mengerjakan graphite adalah kotoran yangdihasilkan. Bahan ini tidak menghasilkan geram, tetapi menghasilkan debu hitam,apabila debu ini tidak dibersihkan akan mengotori seluruh ruangan bengkel. Elektrodegraphite adalah bahan sintetis dan bersifat abrasif. Sehingga apabila mengerjakannyadi mesin disarankan menggunakan pahat karbida. Ketika menggerinda elektrodeini, harus menggunakan penyedot debu (vacuum system). Hal yang samaditerapkan juga ketika dikerjakan di Mesin Frais. Mesin Frais yang digunakan harustertutup rapat.

Graphite adalah bahan yang berpori, sehingga cairan dapat masuk ke dalamnyayang menyebabkan menjadi tidak murni. Untuk memurnikannya dilakukan dengancara memanaskan elektrode tersebut ke dalam dapur pemanas selama satu jampada temperatur 250 F (121°C). Dapat juga elektrode tersebut dikeringkan padaudara panas. Elektrode tidak boleh dikeringkan menggunakan pemanas microwave.Apabila elektrode yang berpori digunakan, seharusnya dalam keadaan yang tidaklembab (basah). Kelembaban yang terjebak di dalam elektrode akan menimbulkanuap ketika proses pengerjaan EDM dan merusak elektrode.

H. Elektrode untuk Wire EDMBeberapa pihak yakin bahwa elektrode logam efisien digunakan untuk Wire EDM.

Akan tetapi pada akhir-akhir ini kecepatan potong Wire EDM telah bertambah tinggi,sehingga lebih ekonomis bila menggunakan elektrode graphite. Graphite angstrofineyang berstruktur padat dapat melakukan pemotongan dua kali lebih cepat daripada jenisgraphite yang lain. Kawat yang dilapisi seng juga dapat meningkatkan kecepatan prosesEDM dari elektrode ini. Beberapa riset menunjukkan bahwa menggunakan kawat yangdilapisi seng dapat meningkatkan kecepatan potong sampai 50 persen.

430

I. Kualitas Hasil Pengerjaan EDM1. Kelebihan Pemotongan (Overcut)

Lubang hasil proses EDM dimensinya selalu lebih besar daripada elektrodenya.Celah perbedaan antara elektrode dan benda kerja dinamakan ”overcut” atau”overburn”. Besarnya overcut tergantung dari banyak faktor yaitu : besar arus, waktuion, jenis elektrode, dan bahan benda kerja.

Faktor utama yang mempengaruhi overcut adalah besarnya arus listrik padacelah. Overcut selalu diukur pada tiap sisi. Besarnya bervariasi antara 0,020 mmsampai 0,63 mm. Overcut yang tinggi dihasilkan oleh penggunaan amper/arus yangtinggi. Hampir semua pembuat EDM menyertakan sebuah grafik yang menunjukkanbesarnya overcut yang dapat diprediksi oleh operator sehubungan denganpengaturan arus listrik. Selama pengerjaan pengasaran (roughing) arus yang besardigunakan, menyebabkan overcut yang lebih besar (Gambar 14.13). Pengerjaanpenghalusan (finishing), menggunakan arus yang lebih kecil, sehingga menghasilkanovercut yang lebih kecil, (Gambar 14.14).

Dengan pengaturan arus dan material yang sama, overcut yang terjadi tetap.Dengan demikian, toleransi 0,0025 mm dapat dicapai dengan Ram EDM. Akantetapi, bila toleransi tersebut harus tercapai, biaya yang diperlukan meningkat,karena waktu yang diperlukan menjadi lebih lama.

2. Pengerjaan Penghalusan (Finishing)Pemahaman tentang prinsip overcut adalah sangat penting dalam memahami

kehalusan permukaan hasil proses EDM. Ketika arus (current) tinggi digunakanmenghasilkan percikan (sparks) yang besar, sehingga kawah (crater) pada bendakerja besar. Proses ini digunakan untuk proses awal (roughing).

Gambar 14.14 Penyayatan finishing menggunakan arus kecil,sehingga permukaan benda kerja halus

Ketika arus yang digunakan relatif kecil, percikan api (sparks) yang dihasilkankecil, sehingga kawah pada benda kerja kecil, sehingga permukaan yang dihasilkanhalus. Menggunakan arus yang kecil pada proses finishing akan memperlama prosespemesinan, tetapi menghasilkan permukaan yang halus, (Gambar 14.14).

Pada waktu menggunakan arus yang sangat kecil (dengan waktu yang pendekdan arus rendah) ke pemukaan benda kerja, mesin EDM dapat menghasilkanpermukaan benda kerja seperti cermin. Mesin yang memiliki kemampuanmengorbitkan elektrode dapat membantu membuat produk yang sangat halus

431

permukaannya dengan memutar elektrode. Beberapa mesin yang dapat memutarelektrode (dengan jalur orbit) dapat diprogram, sehingga arus akan menurun secarabertahap sampai memproduksi permukaan seperti cermin tercapai.

Benda kerja yang dihasilkan pada proses EDM adalah gambaran/cerminandari elektrode yang digunakan. Apabila elektrodenya tidak bagus misalnya ada cacatdi permukaannya, maka benda kerja yang dihasilkan juga akan ada cacatnya.Elektrode yang kasar permukaannya akan menghasilkan permukaan benda kerjayang kasar pula. Semakin halus struktur butiran bahan elektrode, akan menghasilkanpermukaan benda kerja yang lebih halus.

3. Penyelesaian Setara Cermin (Mirror finishing)Pengontrolan cairan dielektrik dapat memperbaiki kehalusan permukaan hasil

proses EDM secara nyata. Beberapa mesin EDM menggunakan cairan dielektrikkhusus untuk proses finishing sehingga menghasilkan permukaan seperti cermindengan kehalusan permukaan kurang dari Rmax l7 µm. Beberapa mesin memilikidua tangki cairan dielektrik, satu untuk proses pengasaran (roughing) dan semifinishing dan yang satu untuk proses finishing sampai permukaan benda kerja seperticermin hasilnya.

Beberapa perusahaan pembuat EDM telah menemukan bahwa menambahbubuk silicon, graphite, atau aluminum pada cairan dielektrik, dapat menghasilkankehalusan permukaan yang sempurna.

J. Keterbatasan Proses EDMPenggunaan mesin EDM dibatasi oleh ukuran tangki kerja penampung cairan

dielektrik. Mesin EDM standar populer yang digunakan sekarang memiliki keterbatasan:• Untuk Wire EDM, ukuran maksimum benda kerja sekitar 59 inchi (1.500 mm) pada

sumbu Y, 24 inchi (600 mm) pada sumbu Z dan tidak terbatas pada sumbu X.• Untuk Ram EDM, ukuran benda kerja maksimum sekitar 59 inchi (1.500 mm) pada

sumbu Y, 17 inchi (520 mm) pada sumbu Z, dan 98 inchi (2500 mm) padasumbu X.

• Pembuatan bentuk sudut/tirus pada Wire EDM adalah hal yang perludipertimbangkan. Sudut tirus maksimum adalah ± 450, walaupun beberapa bengkeltelah berhasil mencapai ± 500. Perbandingan sudut dan tinggi maksimum adalah300 pada ketinggian 16 inchi (400 mm).

• Hambatan listrik maksimum untuk benda kerja dan pencekam sekitar0,5-5,0 ohm/cm untuk Mesin Wire dan Ram EDM.

• Keakuratan sekitar 0,00002 inchi (0,0005 mm) untuk mesin Wire EDM.• Keakuratan ± 0,0001 inchi (0,0025 mm) untuk mesin Ram EDM.• Kehalusan permukaan sekitar VDI 0 (4 microinchi) untuk Wire EDM.• Kehalusan permukaan VDI 5 (2 microinchi) untuk Ram EDM.• Keutuhan permukaan (surface integrity) adalah 1/20 juta untuk setiap inchi ketebalan

recast layer untuk Wire dan Ram EDM.• Panjang retakan mikro adalah 1/20 juta untuk Wire dan Ram EDM. Hasil ini sama

atau lebih baik dari pada permukaan hasil proses gerinda.

432

433

BAB 15MEMAHAMI TOLERANSI UKURAN

DAN GEOMETRIK

434

Karakteristik geometrik (misalnya: besarnya kelonggaran antara komponenyang berpasangan) berhubungan dengan karakteristik fungsional.Karakteristik fungsional mesin tidak tergantung pada karakteristik geometrik saja,

tetapi dipengaruhi juga oleh: kekuatan, kekerasan, struktur metalografi, dan sebagainyayang berhubungan dengan karakteristik material. Komponen mesin hasil prosespemesinan bercirikan karakteristik geometrik yang teliti dan utama. Karakteristikgeometrik tersebut meliputi : ukuran, bentuk, dan kehalusan permukaan.

A. Penyimpangan Selama Proses PembuatanKarakteristik geometrik yang ideal : ukuran yang teliti, bentuk yang sempurna dan

permukaan yang halus sekali dalam praktek tidak mungkin tercapai karena adapenyimpangan yang terjadi, yaitu:1. penyetelan mesin perkakas,2. pengukuran dimensi produk,3. gerakan mesin perkakas,4. keausan pahat,5. perubahan temperatur, dan6. besarnya gaya pemotongan.

Penyimpangan yang terjadi selama proses pembuatan memang diusahakanseminimal mungkin, akan tetapi tidak mungkin dihilangkan sama sekali. Untuk itu dalamproses pembuatan komponen mesin dengan menggunakan mesin perkakasdiperbolehkan adanya penyimpangan ukuran maupun bentuk. Terjadinya penyimpangantersebut misalnya terjadi pada pasangan poros dan lubang. Agar poros dan lubangyang berpasangan nantinya bisa dirakit, maka ditempuh cara sebagai berikut.1. Membiarkan adanya penyimpangan ukuran poros dan lubang. Pengontrolan ukuran

sewaktu proses pembuatan poros dan lubang berlangsung tidak diutamakan. Untukpemasangannya dilakukan dengan coba-coba.

2. Membiarkan adanya penyimpangan kecil yang telah ditentukan terlebih dahulu.Pengontrolan ukuran sangat dipentingkan sewaktu proses produksi berlangsung.Untuk perakitannya semua poros pasti bisa dipasangkan pada lubangnya.Cara kedua ini yang dinamakan cara produksi dengan sifat ketertukaran. Keuntungan

cara kedua adalah proses produksi bisa berlangsung dengan cepat, dengan cara mengerja-kannya secara paralel, yaitu lubang dan poros dikerjakan di mesin yang berbeda denganoperator yang berbeda. Poros selalu bisa dirakit dengan lubang, karena ukuran danpenyimpangannya sudah ditentukan terlebih dahulu, sehingga variasi ukuran bisa diterimaasal masih dalam batas ukuran yang telah disepakati. Selain dari itu suku cadang bisadibuat dalam jumlah banyak, serta memudahkan mengatur proses pembuatan. Hal ter-sebut bisa terjadi karena komponen yang dibuat bersifat mampu tukar (interchangeability).Sifat mampu tukar inilah yang dianut pada proses produksi modern.

Variasi merupakan sifat umum bagi produk yang dihasilkan oleh suatu prosesproduksi, oleh karena itu perlu diberikan suatu toleransi. Memberikan toleransi berartimenentukan batas-batas maksimum dan minimum di mana penyimpangan karakteristikproduk harus terletak. Bagian-bagian yang tidak utama dalam suatu komponen mesintidak diberi toletansi, yang berarti menggunakan toleransi bebas/terbuka (opentolerance). Toleransi diberikan pada bagian yang penting bila ditinjau dari aspek:1. fungsi komponen,2. perakitan, dan3. pembuatan.

435

B. Toleransi dan SuaianStandar ISO 286-1:1988 Part 1: ”Bases of

tolerances, deviations and fits”, serta ISO 286-2:1988 Part 2: ”Tables of standard tolerancegrades and limit “ adalah merupakan dasar bagipenggunaan toleransi dan suaian yang diikutibanyak perusahaan dan perancang sampai saatini. Toleransi ukuran adalah perbedaan ukuranantara kedua harga batas di mana ukuran ataujarak permukaan/batas geometri komponenharus terletak (lihat Gambar 15.1).

Beberapa istilah perlu dipahami untuk penerapan standar ISO tersebut di atas. Untuksetiap komponen perlu didefinisikan:1. ukuran dasar (basic size),2. daerah toleransi (tolerance zone), dan3. penyimpangan (deviation).

Gambar 15.2 Pasangan poros dan lubang, ukuran dasar, daerah toleransi

Ukuran dasar adalah ukuran/dimensi benda yang dituliskan dalam bilangan bulat.Daerah toleransi adalah daerah antara harga batas atas dan harga batas bawah.Penyimpangan adalah jarak antara ukuran dasar dan ukuran sebenarnya.

C. SuaianApabila dua buah komponen akan dirakit maka hubungan yang terjadi yang

ditimbulkan oleh karena adanya perbedaan ukuran sebelum mereka disatukan, disebutdengan suaian (fit). Suaian ada tiga kategori, yaitu:1. Suaian Longgar (Clearance Fit): selalu menghasilkan kelonggaran, daerah

toleransi lubang selalu terletak di atas daerah toleransi poros.2. Suaian paksa (Interference Fit): suaian yang akan menghasilkan kerapatan, daerah

toleransi lubang selalu terletak di bawah toleransi poros.3. Suaian pas (Transition Fit): suaian yang dapat menghasilkan kelonggaran ataupun

kerapatan, daerah toleransi lubang dan daerah toleransi poros saling menutupi.Tiga jenis suaian tersebut dijelaskan pada Gambar 15.3 dan Gambar 15.4. Untuk

mengurangi banyaknya kombinasi yang mungkin dapat dipilih maka ISO telahmenetapkan dua buah sistem suaian yang dapat dipilih, yaitu:1. sistem suaian berbasis poros (shaft basic system),2. sistem suaian berbasis lubang (hole basic system).

Apabila sistem suaian berbasis poros yang dipakai maka penyimpangan atastoleransi poros selalu berharga nol (es = 0). Sebaliknya, untuk sistem suaian berbasis

Gambar 15.1 Gambar daerah toleransiyaitu antara harga batas atas (UppperControl Limit /UCL) dan batas bawah

(Lower Control Limit/LCL)

436

lubang maka penyimpangan bawah toleransi lubang yang bersangkutan selalu bernilainol (EI = 0).

Gambar 15.3 Sistem suaian dengan berbasis poros (es = 0)

Gambar 15.4 Sistem suaian berbasis lubang (EI = 0)

Beberapa suaian yang terjadi di luar suaian tersebut di atas bisa terjadi, terutama didaerah suaian paksa dan longgar yang mungkin masih terjadi beberapa pasangan darilonggar (Loose Running) sampai paksa (force). Beberapa contoh suaian menggunakanbasis lubang yang terjadi dapat dilihat pada Tabel 15.1.Tabel 15.1 Suaian (limits and fits) menggunakan basis lubang

Deskripsi (Description) Lubang Poros

Loose Running H11 c11Free Running H9 d9Loose Running H11 c11Easy Running–Good quality easy to do H8 f8Sliding H7 g6Close Clearance–Spigots and locations H8 f7Location/Clearance H7 h6Location–slight interference H7 k6Location/Transition H7 n6Location/Interference Press fit which can be separated H7 p6Medium Drive H7 s6Force H7 u6

D. Cara Penulisan Toleransi Ukuran/DimensiToleransi dituliskan di gambar kerja dengan cara tertentu sesuai dengan standar

yang diikuti (ASME atau ISO). Toleransi bisa dituliskan dengan beberapa cara:1. Ditulis menggunakan ukuran dasar dan penyimpangan yang diizinkan.

Gambar 15.5 Penulisan ukuran dan toleransi pada gambar kerja

437

2. Menggunakan ukuran dasar dan simbol huruf dan angka sesuai dengan standarISO, misalnya : 45H7, 45h7, 30H7/k6.

Toleransi yang ditetapkan bisa dua macam toleransi (Gambar 15.5), yaitu toleransibilateral dan toleransi unilateral. Kedua cara penulisan toleransi tersebut yaitu a dan bsampai saat ini masih diterapkan. Akan tetapi cara b lebih komunikatif karena:

• Memperlancar komunikasi sebab dibakukan secara internasional.• Mempermudah perancangan (design) karena dikaitkan dengan fungsi.• Mempermudah perencanaan proses kualitas.

Pada penulisan toleransi ada dua hal yang harus ditetapkan, yaitu:a. Posisi daerah toleransi terhadap garis nol ditetapkan sebagai suatu fungsi ukuran

dasar. Penyimpangan ini dinyatakan dengan simbol satu huruf (untuk beberapa halbisa dua huruf). Huruf kapital untuk lubang dan huruf kecil untuk poros.

b. Toleransi, harganya/besarnya ditetapkan sebagai suatu fungsi ukuran dasar. Simbolyang dipakai untuk menyatakan besarnya toleransi adalah suatu angka (seringdisebut angka kualitas).

Contoh: 45 g7 artinya suatu poros dengan ukuran dasar 45 mm posisi daerah toleransi(penyimpangan) mengikuti aturan kode g serta besar/harga toleransinya menuruti aturan kodeangka 7.

Catatan: Kode g7 ini mempunyai makna lebih jauh, yaitu:• Jika lubang pasangannya dirancang menuruti sistem suaian berbasis lubang akan

terjadi suaian longgar. Bisa diputar/digeser tetapi tidak bisa dengan kecepatanputaran tinggi.

• Poros tersebut cukup dibubut tetapi perlu dilakukan secara seksama.• Dimensinya perlu dikontrol dengan komparator sebab untuk ukuran dasar 45 mm

dengan kualitas 7 toleransinya hanya 25 m.Apabila komponen dirakit, penulisan suatu suaian dilakukan dengan menyatakan

ukuran dasarnya yang kemudian diikuti dengan penulisan simbol toleransi dari masing-masing komponen yang bersangkutan.Simbol lubang dituliskan terlebih dahulu:

45 H8/g7 atau 45 H8–g7 atau 45H8g7

Artinya untuk ukuran dasar 45 mm, lubang dengan penyimpangan H berkualitas toleransi 8,berpasangan dengan poros dengan penyimpangan berkualitas toleransi 7.

Untuk simbol huruf (simbol penyimpangan) digunakan semua huruf abjad kecuali I, l, o,q dan w (I, L, O, Q, dan W), huruf ini menyatakan penyimpangan minimum absolutterhadap garis nol. Hal tersebut dapat dilihat di Gambar 15.6. Besarnya penyimpangandapat dilihat pada tabel di Lampiran.

a. Huruf a sampai h (A sampai H) menunjukkan minimum material condition (smallest shaftlargest hole).

b. Huruf Js menunjukkan toleransi yang pada prinsipnya adalah simetris terhadap garis nol.c. Huruf k sampai z (K sampai Z) menunjukkan maximum material condition (largest shaft small-

est hole).

438

Gambar 15.6 Penyimpangan yang dinyatakan dalam simbol huruf

E. Toleransi Standar dan Penyimpangan Fundamental1. Toleransi Standar (untuk Diameter Nominal sampai dengan 500 mm)

Dalam sistem ISO telah ditetapkan 20 kelas toleransi (grades of tolerance)yang dinamakan toleransi standar yaitu mulai dari IT 01, IT 0, IT 1 sampai dengan IT18. Untuk kualitas 5 sampai 16 harga dari toleransi standar dapat dihitung denganmenggunakan satuan toleransi i (tolerance unit), yaitu:

i = 0,45 3 0,001D D+

Di mana: i = satuan toleransi (dalam m)D = diameter nominal (dalam mm)

Catatan:• Rumus dibuat berdasarkan kenyataan bahwa untuk suatu kondisi pemesinan yang tertentu

maka hubungan antara kesalahan pembuatan dengan diameter benda kerja dapatdianggap merupakan suatu fungsi parabolis.

• Harga D merupakan rata-rata geometris dari diameter minimum D1 dan diamater

maksimum D2 pada setiap tingkat diameter (D = 1 2D D )

Selanjutnya berdasarkan harga satuan toleransi i maka besarnya toleransi standardapat dihitung sesuai dengan kualitasnya mulai dari 5 sampai 16 sebagai berikut.

Kualitas IT5 IT6 IT7 IT8 IT9 IT10 IT11 IT12 IT13 IT14 IT15 IT16

Harga 7i 10i 16i 25i 40i 64i 100i 160i 250i 400i 640i 1.000i

Sedangkan untuk kualitas 01 sampai 1 dihitung dengan rumus sebagai berikut.

Kualitas IT01 IT0 IT1

Harga dalam um, sedang 0,3+0,008D 0,5+0,012D 0,8+0,020DD dalam mm

Untuk kualitas 2,3 dan 4 dicari dengan rumus sebagai berikut.IT2 = (IT1 IT3)×

IT3 = (IT1 IT5)×

IT4 = (IT3 IT5)×ISO 286 mengimplementasikan 20 tingkatan ketelitian untuk memenuhi keperluanindustri yang berbeda yaitu:

439

a. IT01, IT0, IT1, IT2, IT3, IT4, IT5, IT6. Untuk pembuatan gauges dan alat-alatukur.

b. IT 5, IT6, IT7, IT8, I9, IT10, IT11, IT12. Untuk industri yang membuat komponenpresisi dan umum.

c. IT11, IT14, IT15, IT16. Untuk produk setengah jadi (semi finished products).d. IT16, IT17, IT18 . Untuk teknik struktur.

2. Penyimpangan Fundamental (untuk Diameter Nominal sampai dengan3.150 mm)

• Penyimpangan fundamental adalah batas dari daerah toleransi yang paling dekat dengangaris nol.

• Penyimpangan fundamental ini diberi simbol huruf dihitung menggunakan rumus-rumusdengan harga D sebagai variabel utamanya.

Tabel 15.2 Penyimpangan fundamental sampai dengan ukuran 315

Tabel penyimpangan fundamental untuk ukuran yang lain dapat dilihat pada Lampiran.Proses pemesinan yang dilakukan ada hubungannya dengan tingkatan toleransi,sehingga dalam menetapkan besarnya angka kualitas bisa disesuaikan denganproses pemesinannya. Tingkatan IT yang mungkin bisa dicapai untuk beberapamacam proses dapat dilihat pada Tabel 15.3.

Ukuran Nominal (mm)/D

Dari

Sampai

TingkatanIT

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

1

3

0,8

1,2

2

3

4

6

10

14

25

40

60

100

140

250

3

6

1

1,5

2,5

4

5

8

12

18

30

48

75

120

180

300

6

10

1

1,5

2,5

4

6

9

15

22

36

58

90

150

220

360

10

18

1,2

2

3

5

8

11

18

27

43

70

110

180

270

430

18

30

1,5

2,5

4

6

9

13

21

33

52

84

130

210

330

520

30

50

1,5

2,5

4

7

11

16

25

39

62

100

160

250

390

620

50

80

2

3

5

8

13

19

30

46

74

120

190

300

460

740

80

120

2,5

4

6

10

15

22

35

54

87

140

220

350

540

870

120

180

3,5

5

8

12

18

25

40

63

100

160

250

400

630

1.000

180

250

4,5

7

10

14

20

29

46

72

115

185

290

460

720

1.150

250

315

6

8

12

16

23

32

52

81

130

210

320

520

810

1.300

Penyimpangan (dalam µm)

440

Tabel 15.3 Hubungan proses pemesinan dengan tingkatan IT yang bisa dicapai

Tingkatan IT 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

Lapping

Honing

Superfinishing

Cylinderical

grinding

Diamond

turning

Plan grinding

Broaching

Reaming

Boring

Turning

Sawing

Milling

Planing

Shaping

Extruding

Cold Rolling

Drawing

Drilling

Die Casting

Forging

Sand Casting

Hot rolling

Flame cutting

441

DAFTAR PUSTAKA

Alois SCHONMETZ. (1985). Pengerjaan Logam Dengan Perkakas Tangan dan MesinSederhana. Bandung: Angkasa.

Avrutin.S, tt, Fundamentals of Milling Practice, Foreign Languages Publishing House,Moscow.

B.H. Amstead, Bambang Priambodo. (1995). Teknologi Mekanik Jilid 2. Jakarta:Erlangga.

Boothroyd, Geoffrey. (1981). Fundamentals of Metal Machining and Machine Tools.Singapore: Mc Graw-Hill Book Co.

Bridgeport, 1977, Bridgeport Textron , Health and Safety at Work Act, Instalation,Operation, Lubrication, Maintenance, Bridgeport Mahines Devision of TextronLimited PO Box 22 Forest Road Leicester LE5 0FJ: England.

Courtesy EDM Tech. Manual, 2007, EDM Process Mecanism, Poco Graphite Inc.

C. van Terheijden, Harun. (1994). Alat-alat Perkakas 3. Bandung: Binacipta.

Diktat Praktikum Proses Pemesinan II (CNC TU2A dan CNC TU3A) Jurusan PendidikanTeknik Mesin, Universitas Negeri Yogyakarta, 2005.

EMCO, 1980, A Center Lathe, EMC O Maier+Co. Postfach 131.A-5400 Hallein: Austria.

EMCO, 1980. Maximat Super 11 Installation Manual, Instructions and Operating Manual,Maintenance Manual, EMCO Maier+Co. Postfach 131.A-5400 Hallein:Austria.

EMCO, 1991, Teacher’s Handbook CNC TU-2A, Emco Maier Ges.m.b.H, Hallein,Austria.

EMCO, 1991, Teacher’s Handbook CNC TU-3A, Emco Maier Ges.m.b.H, Hallein,Austria.

EMCO, 1991, Teacher’s Handbook Compact 5 PC, Emco Maier Ges.m.b.H, Hallein,Austria.

EMCO, 1991, Student’s Handbook CNC TU-2A, Emco Maier Ges.m.b.H, Hallein,Austria.

EMCO, 1991, Student’s Handbook CNC TU-3A, Emco Maier Ges.m.b.H, Hallein,Austria.

EMCO MAIER Ges.m.bh, Teacher’s Handbook EMCO TU-2A, A-5400 Hallein, Austria,1990.

EMCO MAIER Ges.m.bh, Students’s Handbook EMCO TU-2A, A-5400 Hallein, Austria,1990.

442

Fischer, Kilgus, Leopold, Rohrer, Schiling, Tabellenbunch Metall, Keliner Werth 50, 560Wuppertal 2.

Fox Valley Technnical College, 2007, Machine Shop 3: ”Milling Machine” Accessories(http://its.fvtc.edu/machshop3/basicmill/default.htm).

Fox Valley Technnical College, 2007, Machine Shop 3 : ”Types of Milling Machines”Work Holding (http://its.fvtc.edu/machshop3/basicmill/default.htm).

Fox Valley Technnical College, 2007, Machine Shop 3 : ”Milling Machines” Tool Holding(http://its.fvtc.edu/machshop3/basicmill/default.htm).

George Schneider Jr, Cutting Tool Applications, Prentice Hall(www.toolingandproduction.com).

Gerling, Heinrichi. (1974). All about Machine Tools. New Delhi: Wiley Eastern.

Hand Out Politeknik Manufaktur Bandung. (1990). Teori Gerinda Datar. Bandung: ITB.

Hand Out Politeknik Manufaktur Bandung. (1990). Teori Gerinda Silindris. Bandung: ITB.

Headquartes Department of The Army USA, 1996, Training Circular N0 9-524:Fundamentals of Machine Tools , Headquartes Department of The Army USA:Washington DC.

John W. Sutherland, 1998, Turning (www.mfg.mtu.edu/marc/primers/turning/turn.html),Michigan Technological University’s Turning Information Center: Michigan.

———–—————, 2007, A TUTORIAL ON CUTTING FLUIDS IN MACHINING.http://www.mfg.mtu.edu/testbeds/cfest/fluid.html#cfintro_name.

Taufiq Rochim, (1990). Teori Kerja Bor. Bandung: Politeknik Manufaktur Bandung.

Taufiq Rochim, (1993). Teori & Teknologi Proses Pemesinan. Bandung: Proyek HEDS.

The Hong Kong Polytechnic University, 2007, Basic Machining and Fitting.http://mmu.ic.polyu.edu.hk/handout/handout.htm.

The Hong Kong Polytechnic University, 2007, Marking Out, Measurement, Fitting &Assembly. http://mmu.ic.polyu.edu.hk/handout/handout.htm.

The Hong Kong Polytechnic University, 2007, Metal Cutting Processes1–Turning.http://mmu.ic.polyu.edu.hk/handout/handout.htm.

The Hong Kong Polytechnic University, 2007, Metal Cutting Processes2-Milling.,http://mmu.ic.polyu.edu.hk/handout/handout.htm.

The Hong Kong Polytechnic University, 2007, Safety Instruction,http://mmu.ic.polyu.edu.hk/handout/handout.htm.

untukuntukSekolah Sekolah Menengah Menengah KejuruanKejuruan

22

2

7 8

15,466.00